捷联惯导系统动态速度误差补偿研究

当惯导系统工作在随机振动状态时，即使姿态解算非常准确，导航过程中仍会存在很大的速度误差。本文提出在角振动环境中导航解算会有“伪划船运动”存在，从而形成划船误差，而且在高频、小幅度角振动中，向心加速度的累积效果是不容忽略的。最后，对这两项误差进行了补偿，补偿效果明显。     

基于对偶四元数的圆锥及划船误差补偿改进算法

为提高高动态环境下的对偶四元数捷联惯性导航算法解算精度,将梯形数字积分算法应用于圆锥和划船误差补偿算法中,改进了姿态和速度解算算法,提高了对偶四元数捷联惯性导航算法的解算精度。在单个采样周期内,利用前一时刻采集的陀螺角速率信号和当前时刻采集的陀螺角速率信号,通过梯形积分方式计算角增量进行圆锥误差补偿;利用前一时刻采集的加速度计信号和当前时刻的加速度计信号,通过梯形积分方式计算速度增量并结合同一时刻的角增量进行划船误差补偿。通过设计的多组动态模拟仿真航迹验证表明,当角速率和比力作为圆锥和划船误差补偿算法输入时,梯形积分算法的精度高于传统的矩形积分算法,且航迹的动态性越高,改进算法的性能优势越显著。同时,通过动态跑车实验结果的分析对比,进一步验证了该改进算法的实用性。     

微导航系统的划船算法优化设计

划船效应误差的确定与补偿是影响高动态、恶劣振动环境下捷联惯性导航系统速度计算的重要问题。文中针对采用微机工陀螺的微导航系统的速度计算．提出了一类新的划船效应补偿算法．并对其进行了误差分析，得到了一些有意义的结论．有工程实用价值。     

单轴旋转捷联惯性导航系统加速度计尺寸误差标定方法

加速度计尺寸误差在载体角运动情况下,会造成捷联惯性导航系统导航解算误差,这在单轴旋转捷联惯性导航系统中尤为显著。为提高导航精度,提出一种新的加速度计尺寸误差标定方法。通过分析单轴旋转调制下尺寸误差的作用机理,建立导航误差与尺寸误差的数学模型;为进一步提高标定效果,引入加速度计等效误差作为扩展观测量,利用可观测性分析方法设计具体的标定路径,通过滤波获取尺寸误差参数。仿真和实验结果表明,相比仅以速度误差为观测量的方法,该方法可以实现对加速度计尺寸误差的更高精度快速标定,导航速度解算误差可降低约50%.     

源位置误差对JTIDS相对导航质量影响分析与改进

利用联合战术信息分发系统(JTIDS)实现相对导航功能时,消息源自身位置存在的随机误差会在导航解算中对导航质量产生影响。针对此问题,文中推导出JTIDS相对导航环境下克拉美-罗界(CLRB)的表达式,定量的分析了源位置误差对导航解算的影响,并采用一种两步最小二乘的定位解算方法,用以消除源位置误差带来的影响。仿真结果表明,源位置误差对导航解算影响较大,而采用文中算法能够有效的抑制源位置误差的影响。     

基于无陀螺捷联惯导系统的四元数算法

在捷联惯导系统中,针对以往解算姿态角精度不高、导航误差随时间积累较快、解算存在奇异、精度不高等问题,采用了一种四元数解算算法,该方法只需求解由四元数所表示的四个姿态运动微分方程。实验证明,该方法算法简单,易于操作,从一定程度上抑制了误差的积累。     

二维弹道修正组件滚转角测量误差补偿方法

针对二维弹道修正组件受到干扰磁场影响,导致滚转角测量存在较大误差的问题,提出了基于干扰磁场标定的滚转角测量误差补偿方法。该方法首先在弹丸发射前进行干扰磁场标定;然后在弹丸飞行过程中,实时采集磁传感器测得的磁场信号,并从中减掉已标定的干扰磁场,得到恢复后的地磁场以解算翼面滚转角。仿真结果表明,该方法滚转角解算误差降为处理前的20%以下。外场试验结果表明,大幅提高了滚转角解算精度,解算误差5°以内,该方法可以有效消除干扰磁场。     

基于SINS解算的行人导航技术发展综述

针对行人导航系统在卫星信号拒止条件下需要完成行人自主导航的问题,采用基于微电子机械系统(MEMS)传感器的行人捷联惯性导航系统(SINS)解算方法实现行人自主导航,利用间接卡尔曼滤波(KF)反馈校正算法对导航误差进行零速修正(ZUPT)和零角速率修正(ZARU)。详细介绍了行人SINS解算算法预处理、步态检测、滤波修正算法基本原理,针对进一步减少导航误差的问题,总结了目前的研究进展;针对行人导航SINS解算中绝对航向和绝对位置误差发散的问题,分析了目前提出的其它辅助导航方法,指出了基于SINS解算的行人导航技术特点及未来发展趋势,为行人自主导航领域的研究方向提供了参考。     

捷联惯导寻北系统中内杆臂误差的分析与补偿

为解决高精度激光陀螺捷联惯导寻北系统中,旋转调制对内杆臂效应误差起不到消除效果,反而会将误 差引入寻北导航解算中的问题,提出具体的补偿方法。建模分析寻北过程中的内杆臂误差,推导具体的内杆臂误差 效应的数学表达式,分析确定影响内杆臂误差的2 个因素,并通过实验进行仿真验证。结果表明：内杆臂误差不会 引起定位误差的发散;内杆臂效应导航速度增量与旋转中心无关,而与内杆臂长度、惯性测量单元(inertial measuring unit,IMU)的旋转角速度成正比。     

水下运载器导航系统航向误差角补偿研究

针对水下运载器导航系统中电子罗盘安装误差角及不同地域磁偏角的不确定性,提出了利用船位推算位置误差对航向误差角进行补偿的方法.运载器从起始位置潜行一段航程后,到达已知位置点,由船位推算位置与实际位置的误差即可计算出航向误差角,同时消除累计位置误差,提高导航精度.通过湖态试验验证了该方法的有效性.在起始点和已知位置点距离为1.4 km左右时,对航向误差角进行了补偿,继续潜行410 m后误差仅为5 m左右,实现了高精度导航的要求.