SINS/GNSS组合导航技术研究

本文分别介绍了SINS和GNSs的工作原理和系统误差.说明了组合导航的必要性;然后从组合导航的方式、信息融合技术等方面.分析了组合导航的相关技术.最后指出了组合导航的发展趋势。     

基于二维激光多普勒测速仪的车载组合导航系统

为了减小由车式载体上下颠簸而引入的测量误差,设计了二维结构的激光多普勒测速仪2-D LDV（laser Doppler velocimeter）,并将其与捷联惯导组合导航。阐述了二维激光多普勒测速技术的基本原理,详细讨论了其与捷联惯导组合的具体结构并进行了车载实验。理论和实验结果表明:2-D LDV减小了由于车辆上下颠簸而引入的测量误差,进一步提高了导航精度。车辆行驶总里程为29.67 km,纯捷联惯导的位置误差为936 m,1-D LDV/SINS组合系统的位置误差17.2 m,而2-D LDV/SINS组合系统的位置误差仅有7.1 m,相对于1-D LDV/SINS,2-D LDV/SINS更适合于车载组合导航系统。     

SINS／GNSS组合导航系统在合成孔径雷达中的应用研究

本文介绍了机载SAR－SINS／GNSS验合运行信息传感器系统,运动信息补偿是SAR系统的一项关键技术,以SAR系统的成像质量有很大的影响,根据SAR系统对运动信息的特殊要求,在对捷联惯导与组合导航系统不同特点进行分析的基础上,提出了组合导航系统的改进算法,满足了SAR系统成像所需的绝对定位和相对定位精度要求,在此基础上实现了基于PC104计算机的软硬件设计,最后在工程样机上进行了地面的静态和动态试验,取得了满意的试验结果。     

基于RDSS辅助的多普勒／SINS组合导航系统研究

多普勒／SNS组合导航系统具有输出水平速度误差较小、平台角误差较小的优点，但存在经纬度误差较大的缺点，故不能作为独立的导航定位系统，而双星定位系统(RDSS)可输出较高精度的经纬度信息，但存在定位滞后的缺陷，若利用多普勒／SINS的输出水平速度以补偿RDSS的位置滞后，同时经过位置补偿后的RDSS系统可实时修正多普勒／SINS组合导航系统．仿真结果表明，基于RDSS辅助的多普勒／SNS组合导航系统能有效地克服多普勒／SINS系统的缺点，是一种新型的组合导航系统，可应用于导航定位精度要求较高的场合。     

基于曲线拟合的SINS/GPS紧密组合导航系统

在工程实际应用中,由于GPS、北斗等卫星导航系统的卫星信号传输、导航计算等均需要耗费一定的时间,当用户接收机输出导航信息时已经产生了延时。尤其对于高动态用户,这一输出延时现象将会导致严重的位置误差和速度误差。针对此,提出了基于曲线拟合的SINS/GPS紧密组合导航系统,解决了高动态时GPS延时问题对导航系统的影响,从而通过曲线拟合的方法保证了时间同步的精度。最后对改进后的系统进行了仿真验证,结果表明该系统的水平位置精度、速度精度均得到显著提高,验证了该方法的有效性。     

陆用组合导航中Janus配置的激光多普勒测速仪的标定方法

在陆用组合导航领域,激光多普勒测速仪作为速度传感器能够与捷联惯导系统组成组合导航系统。为了抑制车辆颠簸引起的倾角变化对传统激光多普勒测速仪的影响,文中给出了基于Janus配置的分光再利用型激光多普勒测速仪。针对其与惯导系统组合导航过程中该配置结构测速仪的误差参数,文中首先推导了该测速仪的速度误差模型,在此基础上提出了差分GPS辅助的Kalman滤波标定法。实施了仿真及车载组合导航实验验证该方法的有效性。实验结果表明:文中提出的标定方法是有效的,误差参数补偿后的Janus配置激光多普勒测速仪能够大大提高组合导航定位精度。     

SINS/GNSS/CNS组合导航系统半物理仿真研究

本文构建了一个 SINS/GNSS/CNS 组合导航系统半物理仿真平台,通过模拟飞机的真实飞行轨迹,在综合考虑各导航源真实误差特性的基础上,采用基于联邦自适应卡尔曼滤波算法,对组合导航系统进行了半实物仿真。仿真结果表明,该方法具有很强的实用性,可以推广到其他组合导航系统的半物理仿真设计中。     

提高SINS/GNSS组合导航系统定位精度的方法研究

单纯依赖单一的导航手段难满足高精度的导航需求,因此,将捷联惯性导航系统(SINS)、全球卫星导航系统(GNSS)有效组合,实现优势互补。SINS/GNSS组合导航系统的数据处理一般采用卡尔曼滤波实现,当组合导航系统模型足够准确时,滤波性能较好,当导航系统模型存在误差或发生变化时,新的量测值对滤波估计值的修正作用下降,而旧的量测值的修正作用相对上升,从而导致滤波精度下降。针对上述问题,基于集中式卡尔曼滤波结构的SINS/GNSS组合导航系统,本文提出一种新方法,新方法在梯度方向上进行估计迭代,从而修正模型误差对滤波精度的影响,提高导航定位精度。实验结果表明,当导航系统模型和量测方程存在误差或发生变化时,新方法仍可以为导航系统提供有效的定位精度,满足高空长航时系统需求。     

基于简化车辆非完整约束辅助的低成本车载INS/GNSS 组合导航系统研究

针对采用低成本MEMS-IMU器件的INS/GNSS组合导航系统在GNSS信号中断时产生较大误差的问题,研究了一种基于车辆非完整约束辅助的低成本车载INS/GNSS组合导航系统,针对系统的低成本特性对车辆非完整约束进行了简化,并据此推导了滤波算法的模型.仿真分析以及车载测试的结果均表明,对于消费级MEMS-IMU和GNSS接收机构成的低成本INS/GNSS组合导航系统,加入简化车辆非完整约束的辅助后,在GNSS信号中断1min期间组合导航位置误差小于行驶距离的3%.该约束的应用可以显著提高低成本车载INS/GNSS组合导航系统的精度.     

SINS/GNSS组合系统在超视距空空导弹上的中制导研究

阐述了超视距空空导弹使用SINS／GNSS组合制导的必要性，研究了如何在超视距空空导弹SINS上添加GNSS实现组合制导，系统分析了SINS／GNSS组合系统的模型，并利用卡尔曼滤波进行仿真。     

惯性/卫星导航系统实际导航性能评估算法

针对惯性/卫星组合导航进行实际导航性能(Actual Navigation Performance,ANP)评估,是保证飞机所需导航性能(Required Navigation Performance,RNP)及航空运行安全的关键.提出了惯性/卫星组合导航系统实际导航性能评估算法,从卡尔曼滤波器位置协方差矩阵开展分析,...     

SINS/CNSSAR组合导航系统设计与高性能算法研究

在吸收SINS、CNS和SAR三者优点的基础上,设计了SINS/CNS/SAR组合导航系统,建立了该组合导航系统的非线性数学模型;然后,在研究抗差自适应滤波和粒子滤波优点的基础上,提出了一种新的抗差自适应Unscented粒子滤波算法和自主导航多源信息融合算法.将提出的算法应用于SINS/CNS/SAR自主导航系统中进行计算仿真,并与Unscented卡尔曼滤波和粒子滤波比较,结果表明:提出的新算法不仅解算精度明显高于Unscented卡尔曼滤波和粒子滤波算法,而且可靠性好,能提高组合导航系统的精度.     

INS/CNS/GPS组合导航数据融合算法与仿真研究

研究了INS/CNS/GPS组合导航系统的原理和特点,建立了组合导航系统的数学模型。分别利用集中卡尔曼滤波和联邦滤波数据融合原理对此系统进行了仿真研究,并指出了集中滤波器的不足之处。仿真结果表明采用全球定位系统和天文导航系统对惯导系统误差进行修正不仅可以大幅度提高导航精度,而且通过比较和分析可知联邦滤波可以有效地提高导航系统的可靠性和复原能力,是理想的容错型信息融合算法。     

北斗/罗兰组合导航系统中伪距导航定位解算新算法研究

为提高北斗／罗兰组合导航系统伪距导航定位解算的精度和改善对动态目标的实时跟踪,本文提出了一种新方法,采用镜像映射法解具有病态的矛盾方程组以提高精度,以及将伪距导航定位解算方程模型转换为具有贯序输入输出数据的系统辨识模型,然后用递推最小二乘法,对所求的北斗／罗兰组合导航系统伪距导航定位信息一接收机的三维位置参数和时钟误差参数进行动态快速实时估计。     

天地一体化信息网络激光通信系统发展设想

空间激光通信技术具有通信速率高、保密性好、抗干扰能力强等优点,成为近年来的研究热点,并相继在天基信息网络中得到广泛应用。首先对国际激光通信技术的发展态势进行了分析,然后从我国天地一体化信息网络的需求出发,对不同的应用场景上的激光通信系统进行了分析,提出了我国天地一体化信息网络激光通信系统发展的建议。