基于简化CKF/降维CKF混合滤波的非线性对准技术研究?

为了降低非线性对准的计算量而不损失对准精度,针对容积卡尔曼滤波( CKF)采样点数与状态维数成正比、计算量较大的问题,提出了基于简化CKF/降维CKF混合滤波的非线性对准方法。利用大失准角模型和基于线性观测方程的简化CKF算法进行水平对准;使用大方位失准角模型和降维CKF完成精对准。仿真结果表明,该方法摆脱了CKF算法的“维数灾难”和降维CKF对准应用条件限制,能够完成任意失准角下的初始对准并获得较高对准精度,具有重要的工程应用价值。     

舰载机初始对准综述

舰载机对准技术由于杆臂较大且未知、大方位失准角以及紧急情况下的快速对准等问题,与舰载武器、机载武器的初始对准都有所不同。本文针对舰载机的初始对准问题,阐述了国内外舰载机对准技术的发展,对舰载机对准问题的关键技术如匹配方式、误差补偿模型和滤波算法进行了详细的介绍,最后,初步分析了舰载机对准技术的研究方向。     

激光陀螺捷联惯性导航系统解析对准误差特性分析

为使惯性器件精度满足初始对准要求,对激光陀螺捷联惯性导航系统初始对准的误差特性进行了分析。从解析对准法的增量计算公式出发,采用扰动法推导了惯性器件测量误差带来的对准失准角及其随机特性,并根据姿态角与姿态矩阵之间的关系分析了对准失准角带来的姿态角误差。通过仿真和试验对理论分析结果进行了验证。研究结果表明：对准误差均值取决于惯性器件的常值误差和载体姿态,与对准时间无关;对准误差标准差和惯性器件的随机游走系数与载体姿态有关,且与对准时间的平方根呈反比。     

一种简捷的捷联惯导系统静基座快速对准方法研究

首先提出了一种简便的分析惯导系统可观测性的方法,然后基于该简化模型,提出了一种直接利用水平失准角速率估计方位失准角的方法.从而大大提高了惯导系统静基座初始对准的速度,计算机仿真结果验证了该方法的有效性.     

一种实用的Doppler/SINS组合导航系统的动基座初始对准方法

为提高Doppler/SINS组合导航系统在运动基座下的导航精度,根据Doppler/SINS组合导航系统跑车试验中发现的一些现象,提出了利用栽体作匀速圆周运动的初始对准方法.该方法可以快速估计出SINS的平台失准角并能提高对平台失准角的估计精度,跑车试验验证了该方法的可行性和有效性.理论分析表明,该方法可以较大幅度地缩小对平台失准角估计的稳态极限值,具有较好的工程应用前景.     

较大幅度摇摆条件下舰船捷联惯导自对准研究

研究摇摆基座上捷联惯性导航系统的初始对准技术.提出了对加速度计输出进行分析并对其进行积分的方法,来抑制干扰的影响.通过最小二乘法估计初始失准角与陀螺常值漂移,从而运用姿态误差角方程推算出相应时刻的失准角.仿真结果表明该方法切实有效.     

基于平方根容积卡尔曼滤波的SINS大失准角快速对准方法

为提高大失准角情况下捷联惯导方位失准角的收敛速度,提出了一种以水平速度误差和等效东向陀螺输出为观测量的快速对准方法。推导了基于欧拉平台误差角的非线性误差模型和非线性观测方程,采用平方根容积卡尔曼滤波作为非线性滤波器。数字仿真表明,新方法的方位失准角收敛速度明显优于常规方法,适用于三个失准角均为大角的情况。最后,针对对准精度提出几点看法和建议。     

一种粒子滤波SINS大方位失准角初始对准方法

针对捷联惯导系统大方位失准角的情况,分析了系统非线性误差模型,提出了基于最优重要性分布函数的序贯重要性采样粒子滤波(SIS-PF)初始对准方法,并进行了仿真研究.仿真结果表明,在大方位失准角初始对准中,基于最优重要性分布函数的序贯重要性采样粒子滤波器初始对准精度比无迹卡尔曼滤波器(UKF)提高了一个数量级,与序贯重要性重采样粒子滤波(SIR-PF)初始对准相比,该方法不但精度高,而且计算量小.     

水下航行器速度和姿态匹配的动基座快速对准滤波方法

研究了水下航行器动基座对准问题,建立了动基座对准误差模型,在对准时水下航行器在阵风、海浪的干扰下做直线加速运动,利用GPS提供的速度和姿态信息进行辅助对准,并建立了系统的观测方程.提出了一种基于四元数姿态更新的速度、姿态匹配方式的对准方法,并用该方法估计3个失准角.理论研究与仿真结果表明,该方法不但满足水平失准角估计的速度和精度要求,而且能快速、精确地估计出方位失准角.     

L2有界不确定性鲁棒最优控制意义下的惯导初始对准

提出了一种L2有界不确定性鲁棒最优控制意义下的初始对准新方法。在初始对准中,以鲁棒最优控制理论为基础,引入辅助反馈控制量,改善了系统的动态特性,使初始对准过程加快。与传统的卡尔曼滤波相比较,水平失准角的估计精度相当,方位失准角的收敛速度大大加快,对准时间由300多秒减小到10 s以内,并且估计精度提高了一个数量级。     

一种利用单信标修正AUV定位误差的方法

针对配置有捷联惯导（SINS）／多普勒速度仪（DVL）／深度传感器组合导航定位系统的自主水下航行器（AUV）的定位误差随时间增大,以及采用GPS修正定位误差引起的AUV隐蔽性降低等问题,提出了一种利用水下固定单信标修正SINS／DVL／深度传感器组合定位误差的方法。该方法首先利用水声测距原理测量出AUV与水下固定单信标的距离,然后基于空间几何关系计算出AUV的实时位置,最后通过卡尔曼滤波连续修正AUV的定位误差。仿真结果表明,该方法可以有效减小AUV的定位误差,有较好的工程应用价值。     

地地导弹初始对准误差及其影响分析

介绍了采用捷联惯导的地地导弹初始对准方法和原理 .推导了地地导弹初始对准误差的传播规律和对导弹飞行的影响机理 ,进行了初始对准误差的定量分析计算 .根据仿真计算 ,得出了初始对准误差对地地导弹命中精度影响的相应结论 ,在此结论基础上探讨了减小初始对准误差影响的方法     

基于尺寸效应在线补偿的旋转捷联惯性导航系统初始对准

在旋转捷联惯性导航初始对准过程中,尺寸效应带来的加速度测量误差影响对准精度,为此提出一种基于尺寸效应在线估计与补偿的旋转调制初始对准方法。建立旋转调制初始对准的最优估计模型,并阐述旋转调制对初始对准的误差抑制机理;分析尺寸效应对加速度计输出的影响规律,推导出尺寸效应误差数学模型,将内杆臂长度参数扩展至初始对准状态空间,在初始对准最优估计过程中估计出内杆臂长度,同时在滤波模型中补偿尺寸效应误差。对旋转捷联惯性导航系统进行了实验,结果表明,内杆臂长度得到在线估计,通过尺寸效应补偿提高了旋转调制初始对准精度。     

近程导弹捷联惯导系统初始对准方法与误差模型

为了解决近程导弹惯导系统在肩扛瞄准过程中的初始对准问题及惯性器件误差对其影响,提出了初始对准方法.该方法是在发射前对扰动加速度进行测量并予以平均并在瞄准试验的基础上建立起来的.通过把比力矢量向一个在惯性空间中稳定的临时平台坐标系中投影,可以建立初始对准过程的数学模型;再经坐标变换和相似变换建立误差分析数学模型,该模型给出了惯性器件的误差分配关系.根据试验数据进行数字仿真,验证了初始对准数学模型的正确性和可行性.     

惯性导航系统动基座对准对舰舰导弹捕捉概率的影响

采用惯性导航系统的舰舰导弹作为海战场最重要的攻击武器,能否快速准确地在舰艇上对导弹捷联惯性导航系统进行初始对准,是影响舰舰导弹捕捉概率的重要因素。动基座对准误差导弹捷联惯性导航系统作为的初始误差,会随着工作时间增长不断累加,导致末制导雷达开机时导弹散布误差和航向误差角不断增大,将致使末制导雷达的捕捉概率下降。基于动基座初始对准误差对导弹飞行控制误差的影响,以目标位置误差圆分布为基础,建立舰舰导弹捕捉概率计算模型,通过不同条件的参数设置,仿真计算出某型舰舰导弹动基座初始对准误差对目标捕捉概率的影响。结果表明捕捉概率近似线性下降,下降值约为静基座对准时的4.2%~6.5%.     

基于惯性系采用Kalman滤波的车载SINS行进间对准方法

介绍了惯性系中基于重力加速度信息进行粗对准的实现方法。在此基础上通过推导以地心惯性坐标系为导航系的捷联惯性导航系统（SINS）误差方程,建立了与惯性系对准算法相匹配的状态模型,提出了一种采用Kalman滤波实现基于惯性系的SINS行进间精对准方法。计算机仿真实验结果表明,文中所提出的基于惯性系的采用Kalman滤波的车辆行进间精对准方法,可有效地降低干扰噪声的影响,提高初始对准的精度。此外,该方法相对于基于地理坐标系进行滤波的方法,简化了滤波模型,较大的降低了计算量。     

一种新的惯性平台快速连续旋转自对准方法

针对惯性平台静基座初始对准中精度和时间受到试验条件限制的问题,提出了一种通过平台连续旋转的进行快速自对准方法.首先,推导了惯导平台连续旋转过程中的平台失准角模型;然后,采用输出灵敏度理论分析了连续旋转条件下惯导平台系统的可观测性;最后,对设计的平台连续旋转路径进行了仿真试验.仿真结果表明:本文提出的自对准方法突破了传统...     

舰载武器捷联惯导系统初始对准方法研究

摇摆运动及杆臂效应误差是影响舰载武器系统对准精度的主要因素。基于舰载武器特点，建立了捷联惯导系统（SINS）在摇摆基座下的误差模型，详细分析了一种舰载武器的自主式初始对准方案，在传统反求杆臂长度补偿杆臂效应方法的基础上，提出了一种新的补偿杆臂效应的方法．并通过仿真验证表明，该方法比传统的杆臂长度补偿法具有更高的精度，研究结果可为舰载武器对准方案的选择与设计提供理论依据。     

水下编队航行机器人的前馈加反馈控制器设计

介绍了一种能够实现水下机器人编队的分布式控制方法。在基于跟随机和领航机间的相对运动模型上,首先设计了前馈控制器及其内部模型以补偿视为外部信号的领航机信息,然后利用反推法设计了反馈镇定控制器,同时还设计了能够观测所有误差信号的状态观测器以实现反馈控制。算例仿真表明了应用设计的编队控制律,各个水下机器人能够较快地形成希望的编队,并按希望编队队形稳定航行,仿真结果验证了此种控制方法的有效性。     

事件触发的多AUV编队模型预测控制算法

针对复杂环境中自治水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)编队的避障控制问题,提出一种基于事件触发的模型预测控制(model predictive control,MPC)算法。建立水下机器人运动模型,结合领航-跟随式队形控制方法,利用领航AUV的位置信息和编队期望队形得到虚拟AUV的航行轨迹及速度信息,将其作为跟随AUV的航行参考轨迹;对传统人工势场法(artificial potential field,APF)进行适应性改进,以满足AUV编队在障碍物环境中避障规划的需求;设计一种基于跟随AUV轨迹预测值与实际值误差的事件触发机制来减少求解优化问题的计算量,降低计算负担。结果表明：与其他算法相比,该算法仿真结果具有可行性和有效性。