捷联惯导海上测量方案的确定方法

详细讨论了捷联惯导海上测量中航次的确定、航路设计、船体运动状态确定、数据合理性检验方法等。该方法可提高捷联惯导海上测量的质量和效益、缩短测量周期,具有重大经济效益和广泛的推广应用价值。     

外部测量装置的捷联惯导对准方法

在室内组合定位系统中,不同子系统之间相互姿态关系的确定是通过对准过程实现的。使用惯性器件进行组合定位,通常航姿参考系统AHRS是以地理坐标系(E-N-U)作为导航坐标系。然而,在室内导航任务中,导航坐标系一般根据用户需求建立在厂内标志点或工装坐标系等自定义位置。针对这一问题,提出一种将地理坐标系与自定义坐标系相互转换的新方法,通过激光跟踪仪建立的外部基准,提出了基于方向余弦矩阵的标定算法,实现了地理坐标系与外部参考坐标系之间的相互转换。实验结果表明:AHRS任意位姿下的转换姿态角度均方根误差小于0.25。     

捷联惯导冗余最优化配置

为了有效提高舰船捷联惯导系统的可靠性,本文对捷联惯导冗余配置方案的系统进行了研究,介绍了冗余配置原则,结构方案对比及相应的可靠性评估等内容。该结果表明,舰船捷联惯导冗余配置是应当而且能够实现系统最优化设计,选择最优配置结构。     

压电捷联惯导系统研究

探讨了用压电惯性器件构筑捷联惯导系统的技术途径。叙述了压电捷联惯导系统的结构及特点,分析并指出了惯性器件及系统的主要误差源,为压电陀螺和压电加速度计提出了一种系统级综合校正模型．给出了基于四元数的姿态及导航实时算法,对校正后的系统性能进行了仿真计算。结果表明,压电捷联惯导系统精度可以满足一些领域的导航与制导要求。对原理样机所做初步试验得到的结果优于仿真精度。     

旋转方案对捷联惯导系统误差特性的影响

分析了单轴和双轴连续旋转方案对于捷联惯导系统误差特性的影响。结果表明,单轴连续旋转不仅不能调制旋转轴向上陀螺的常值漂移,反而引入大小为刻度系数误差与旋转转速乘积的等效陀螺漂移,此漂移严重制约高精度陀螺组成的捷联惯导的定位精度。双轴连续旋转可以调制旋转轴向陀螺的常值漂移以及由刻度系数误差和旋转转速耦合引入的等效陀螺漂移。但因惯性器件的刻度系数误差与载体运动耦合,会在3个轴向引起等效陀螺漂移,此漂移对系统的定位精度影响强烈。不同的仿真实验证明了理论分析。     

基于DSP测量的捷联惯导系统设计

采用商用MEMS传感器设计一种小型捷联惯导系统。该系统利用外部16位AD高速采样芯片进行传感器数据采集,选用两片TMS320F28335DSP作为数据预处理单元和导航解算单元,同时在初始对准和陀螺降噪中引入无迹卡尔曼滤波和小波自适应阀值降噪等方法以提高系统性能。该样机系统具有体积小功耗低、成本低、导航功能完整、性能稳定...     

一种提高捷联惯导系统静态初始对准精度的方法

针对目前提高捷联惯导系统自对准精度难度大这一情况,在建立SINS静基座初始对准的误差方程的基础上,通过对影响对准精度的误差因素进行分析,提出了一种在载体内部安装高精度自主寻北装置的方法,该方法可有效地提高初始对准精度。     

弹载捷联惯导试验评估系统设计

利用最优平滑技术对弹载捷联惯导传递对准精度进行评估,是分析导弹系统的战术性能的有效方法.主要探讨了以载机主惯导为参考系统的弹栽捷联惯导试验评估专家系统的设计方案,论述了评估系统设计时要考虑的问题.并采用固定区间平滑算法对系统设计的正确性进行了初步的仿真验证.通过对仿真结果的分析,证实了评估系统的可行性和有效性.     

基于捷联惯导的舰船轨迹仿真发生器设计

轨迹发生器在惯性导航技术研究中有非常重要的作用。本文针对舰船运动的特点，设计了一种简化的运动状态动力学方程，并完成了姿态运动学方程的推导。笔者利用该舰船轨迹发生器生成了一些典型轨迹，应用于舰船运动状态初始对准的研究，取得了满意的效果。     

基于捷联惯导的被动隔振测试系统的研究

本文针对捷联惯导系统振动影响精度的问题,提出了被动隔振测试系统,建立了捷联惯组被动隔振的等效模型,通过实验与ANSYS仿真分析,得到被动隔振测试系统有效的抑制了振动,对捷联惯导系统减振有一定的参考价值。     

激光陀螺捷联惯导系统导航算法设计

结合工程实际应用,充分考虑激光陀螺捷联惯导系统(RLG SINS)的特性,设计出了一套完整的RLG SINS导航算法,包括姿态更新算法、速度更新算法和位置更新算法.在姿态更新算法中考虑圆锥补偿算法,推导了等效旋转矢量的递推算法;在速度更新算法中考虑划船误差补偿算法,推导了划船误差补偿递推算法.大量的车载实验表明,所设计各部分的算法能协调一致工作,解决了RLG SINS高速姿态和速度更新与导航计算机速度间的矛盾,保证了系统在高动态条件下的导航算法精度,可充分发挥激光陀螺的优势,提高RLG SINS的导航精度.     

基于捷联惯性导航的组合导航系统研究

分析了矿山水下轮式采煤车的定位定向导航的可实现问题.惯性导航组合系统是现代导航技术的发展重点.考虑到捷联惯性导航的自主性,采用捷联惯导组合系统实现对采煤车的定位导航.设计了捷联惯性导航和里程计组合的自主性水下导航系统.通过对该系统的实物应用试验,试验结果验证了此组合导航方案的有效性.     

光纤陀螺捷联惯导系统热仿真研究

探讨了光纤陀螺热模型的建立方法,并进行了实验验证,在此基础上建立光纤陀螺捷联惯导初步热模型,利用基于液体动力学(CFD)的热分析软件Flotherm对惯导系统进行热仿真分析,通过仿真计算,从而得到惯导系统在室温条件下,通过自然对流散热达到稳定状态的温度云图,然后对系统实现方案进行优化热设计,使温度对光纤陀螺性能的影响尽量减小,并对下一步温补或温控方案提供理论支持与指导。     

基于FPGA的MEMS捷联惯性导航系统设计

针对石油、煤矿等特殊环境中对小型化捷联惯性导航系统的需求,设计并实现了基于现场可编程门阵列(FPGA)单芯片控制的微机电系统-惯性测量单元(MEMS_IMU)小型化捷联惯性导航系统。系统采用ADI公司的MEMS_IMU作为惯性器件,主控芯片使用Cyclone III系列FPGA,采用可编程片上系统(SOPC)工作模式,最终制成尺寸4cm×11cm的捷联惯导系统。系统实现了数据采集、误差补偿、导航解算以及与上位机通信等功能。实验结果表明,系统能满足在钻井等小尺寸测量环境中使用,连续姿态变换过程中姿态误差小于2°,实现稳定工作。     

复杂城市环境下的全球导航卫星系统/捷联惯性导航系统组合导航算法

针对复杂城市环境下,全球导航卫星系统(GNSS)信号出现频繁短暂失锁或拒止时,对GNSS/捷联惯性导航系统(SINS)组合导航系统的导航精度和鲁棒性影响较大问题,该文提出一种改进的因子图滤波方法。首先使用GNSS接收机内部参数构建信号误差鉴别函数,能实时估计出信号受多径干扰、遮挡等情况下的信号测量性能;同时利用载体运动约束条件构造零速修正因子,对GNSS拒止情况下的系统状态进行更新,避免系统导航性能极速下降。实验结果表明,改进的因子图方法相比经典因子图方法,在城市复杂环境下能提高定位精度63.50%和测速精度42.26%,同时也具有更低的存储量和计算复杂度,特别适用于城市车辆辅助驾驶导航设备中,对导航精度、硬件资源和实时性约束强的场景。     

球载捷联惯性/GPS组合导航系统及动态对准技术

为了实现系留气球载雷达系统天线的空域稳定,球载航姿系统是不可缺少的重要设备.文中阐述了用捷联惯性/全球定位系统组合导航系统实现球载航姿系统的设计技术,针对系留气球平台系统在空中漂浮不定的特点,提出了在动态条件下,小型系留气球载捷联惯性/GPS组合导航系统的对准技术.     

基于Matlab的低成本捷联惯导的仿真系统研究

低成本捷联惯导系统的研制和开发已成为导航领域的主要发展趋势之一,在选定了低成本的惯性器件后,系统’预期的性能指标和最后样机的性能测试结果之间往往存在着一定的差距,如何降低开发成本并缩短开发时闻,就成了低成本捷联一瞬导系统研制中的一个亟待解决的问题。这里基于Matlab设计了一个仿真系统,将捷联惯导的软件和硬件模块化,该系统不仅可以完成对系统性能的预测和评估,也可完成对算法和器件选择的优化。     

光纤捷联惯导系统加速度计内杆臂标定方法

惯性测量单元测量敏感点与载体坐标系原点不重合,标定和使用过程中存在角运动,从而引入杆臂效应误差。针对这一问题,该文提出基于卡尔曼滤波算法的杆臂标定方法。根据杆臂效应误差模型,分析了内、外杆臂效应之间联系。以线速度误差为观测量,建立卡尔曼滤波方程,通过对系统的可观测性分析,设计了两轴联动式的误差激励方式。以五级海况摇摆实验为例,动态时系统的线速度误差较未补偿杆臂效应时降低73%。