无人机平台用多源信息融合导航技术

为满足无人机平台的导航要求,提出了一种新型多源信息融合导航方案.该方案以伪距、伪距率差分信息,惯导航向与磁航向的差值信息,以及惯导高度与气压高度的差值信息作为观测量.跑车实验表明:该系统能够提供可靠的导航信息,并且很好的解决了传统组合导航系统工程中航向误差角无法估计以及3颗星状态下组合效果差的缺陷.研究结果可为无人机平台导航方案的选择和设计提供参考.     

基于卫星导航系统的组合导航技术及其发展综述

组合导航技术是实现高精度、高稳定性、持续导航的有效方式。基于应用最广泛的卫星导航系统,对目前主要的几种组合导航技术进行概述,分析其关键技术,对组合导航的发展进行了展望。     

捷联惯性/天文组合导航信息融合方法研究

为了提高弹道导弹捷联惯性/天文组合导航系统的精度及其在实际工作环境下的自适应性,本文对导航元器件误差进行深入分析,提出了一种基于自适应卡尔曼滤波的状态转移矩阵算法。该方法将简化的Sage-Husa自适应卡尔曼滤波算法与状态转移矩阵校正方法相结合,通过自适应滤波方法来补偿由于复杂工作环境而引入的元器件误差,并利用状态转移矩阵法校正主动段积累的速度、位置误差。通过实际弹道数据的仿真分析表明,新算法能够适应实际工作环境中元器件误差的时变特点,增强了系统对工作环境的适应能力,提高了导弹的导航精度。     

基于简单凸联合的组合导航估计融合方法

组合导航系统的设计分为直接法和间接法,前者能更准确地描述系统的动态性能.以直接法构建INS/TAN组合导航系统结构,使用简单凸联合算法对分别来自于INS和TAN的导航位置信息进行直接融合.仿真实验证明,该算法在组合导航系统中有效.     

基于简单凸联合的组合导航估计融合方法

组合导航系统的设计分为直接法和间接法，前者能更准确地描述系统的动态性能。以直接法构建INS／TAN组合导航系统结构，使用简单凸联合算法对分别来自于INS和TAN的导航位置信息进行直接融合。仿真实验证明，该算法在组合导航系统中有效。     

巡航导弹组合导航的信息融合技术研究

在对集中滤波与分散滤波概念讨论的基础上，提出了联合卡尔曼滤波技术．根据信息分配策略的不同，对联合滤波算法的四种模式进行了比较研究．针对INS／GPS／TAN组合导航系统的联合滤波算法，提出了一种基于广义特征值分解的自适应信息分配策略，解决了根据局部滤波器性能随时调整信息分配策略的方法问题．     

基于低成本传感器的航弹组合导航算法

为了降低航弹成本、提升装备效费比,以低成本航空制导炸弹的组合导航系统为研究对象进行算法研究.利用扩展卡尔曼滤波算法构建以MEMS陀螺和加速计为核心,GPS辅助的低成本、高精度组合导航系统,采用无人机飞行试验对该系统的导航性能进行评估,得出误差数据,并与纯惯性导航结果相对比.实验结果表明:该导航系统定位精度能达到2 m以内,系统解算精度满足航空制导炸弹飞行要求,对常规航弹制导化改造具有工程实际意义.     

基于Simulink的巡航导弹INS/CPS组合导航仿真

通过设计巡航导弹特殊航迹及组合导航滤波器,研究巡航导弹INS/CPS组合导航的实用性.其滤波器状态由惯导状态和CPS状态结合组成,滤波器则负责对惯导误差的估计.CPS位置误差由独立的仿真模块给出,系统状态向量只选取INS常用误差即状态向量,包括姿态角误差,经、纬度误差,东、北向速度误差,陀螺仪误差和东、北向加速度计误差.     

基于多源信息融合的火炮装填状态监测与故障诊断系统

针对火炮装填系统故障成因复杂、诊断方法不足等问题,提出一种基于多源信息融合的火炮装填监测与 故障诊断的方法。采用知识决策属性进行属性分类,构建神经网络训练模型,对自动装填系统故障进行定性分析并 建立故障诊断辨识框架,根据故障决策准则得出故障判断,解决了故障特征的不确定性、故障模式多样性的问题。 实例分析结果表明,该方法达到了有效提高故障诊断确诊率的目的。     

基于自适应滤波的惯性+多模卫星组合导航算法研究

惯性+多模卫星组合导航系统通常采用定常参数的加权最小二乘算法进行多传感器信息融合,若加权系数与实际噪声统计特性不吻合,将会对组合导航精度产生不利影响.为解决该问题,提出一种基于自适应滤波的改进信息融合算法,对惯性及卫星导航数据应用自适应Kalman滤波以估计惯性导航误差,对滤波输出进行基于加权最小二乘法的多模信息融合,并根据滤波误差方差阵的解算结果对加权系数进行实时调整以优化估计精度.仿真结果表明该算法能够在一定程度上提高组合导航系统的精度和对不同随机噪声的适应能力.     

SINS/GPS 组合导航卡尔曼滤波算法研究

针对单独使用某一种的导航设备都无法满足机载火控系统和飞行系统要求的问题,推导出 SINS/GPS 组合导航中的一种新的卡尔曼滤波算法.将有色噪声的白化处理引入到卡尔曼滤波器,设计了一套动态车载组合导航试验系统,给出了基于有色噪声白化的卡尔曼滤波器算法的具体步骤,以动态车载 SINS/GPS 组合导航系统试验的数据分析验证了此算法的正确性和合理性.分析结果表明:基于有色噪声白化的卡尔曼滤波器可以很好地解决有色噪声的影响,弥补了传统卡尔曼滤波器的不足,提高了导航结果的精确度.     

小口径旋转导弹组合导航算法设计

针对小口径旋转导弹特点,提出地磁辅助MEMS惯组的组合导航算法设计方案。给出MEMS惯性器件和地磁传感器的误差数学模型,简述三轴地磁定姿解算原理,在设计的飞行轨迹上进行MEMS惯性导航仿真和MEMS惯组/地磁组合导航仿真。结果表明：经过地磁辅助的MEMS惯性导航的姿态角误差和位置误差减小明显,可以满足旋转导弹的使用要求。     

基于SUKF算法的组合导航方法

合成孔径声纳（SAS）运动补偿是其信号处理的重要环节,运动补偿需要水下导航数据,文中研究了基于捷联惯导（SINS）和多普勒声速剖面仪（ADCP）等设备的水下导航方法。针对大姿态误差角情况下的导航,论文建立了基于四元数的SINS／ADCP的非线性误差模型,并采用比例无迹卡尔曼滤波（SUKF）滤波算法进行了仿真。仿真结果表明,在SAS复杂运动情况下,采用非线性误差模型的SUKF方法优于传统线性误差模型的卡尔曼滤波方法,在一定程度上提高了SAS的导航精度。     

基于横坐标系的捷联惯性导航系统/多普勒速度仪极区组合导航算法

针对传统指北方位的惯性导航力学编排在高纬度地区因地理经线快速收敛,建立相对于经线的航向越来越困难,以及在地理极点存在奇异值等问题,结合自主水下航行器在导航过程中对自主性、导航精度等需要,提出了基于横坐标系的捷联惯性导航系统/多普勒速度仪极区组合导航方案。给出了横地球坐标系、横地理坐标系等定义以及与常规导航坐标系的转换关系;通过类比常用的指北方位惯性导航力学编排推导了基于横坐标系的惯性导航力学编排;设计了适用于极区的捷联惯性导航系统/多普勒速度仪组合导航卡尔曼滤波算法;对设计的组合导航系统进行了仿真分析。结果表明,该导航方案能有效抑制方位失准角的增长,导航定位精度可满足自主水下航行器极区导航的要求。     

基于小波熵的组合定位系统数据融合

文中提出了一种基于小波熵的组合定位系统数据融合方案。对于两个子系统北斗/罗兰C的实测定位数据,先用小波多尺度变换将信号在多个频率段展开,再根据小波熵判别法进行消噪和融合。结果用平均误差证明了这种方法的优越性,确保了组合系统所用样本的可信度及其数据融合中权值的合理性。     

基于条件数理论的高维组合导航系统可观测性分析

为了更好地完善惯导系统误差补偿和抑制技术,对SINS/GPS组合导航系统进行可观测性分析,从而对系统误差进行补偿,提高导航精度。利用分段线性定常理论得到系统的提取可观测性矩阵,再计算该矩阵的条件数,根据条件数分析在不同量测及不同机动方式下系统的可观测性。针对SINS/GPS组合导航系统,建立高维数学模型,设置复杂运动轨迹,比较不同量测下误差源的可观测性。仿真结果表明:与机动方式的激励作用相比,增加量测能更有效地提高系统的可观测性。     

SINS/GPS紧密组合导航系统仿真研究

对紧密组合的SINS/GPS复合导航系统在高速、高机动弹道导弹上的可行性进行了分析研究。建立了紧密组合模式的SINS/GPS全系统的仿真模型,给出了GPS仿真器中导航星的位置计算、最佳导航星座选择及输出伪距的实现算法;选用伪距、伪距率为观测信息,分别采用输出和反馈校正两种模式,实现了基于伪距、伪距率的SINS/GPS紧密组合导航系统仿真。仿真验证表明,与松散组合模式相比,紧密组合导航系统收敛性好、导航精度高,能够很好地抑制弹道导弹在高机动飞行状态条件下惯导系统误差积累的现象,有较好的导航性能。     

一种基于UKF的MEMS／GPS组合导航算法

针对微电子机械（MEMS）／全球定位（GPS）组合导航系统中,强非线性引起的扩展卡尔曼滤波（EKF）~-航精度不高、滤波性能不稳定、收敛速度慢等问题,研究了MEMS／GPS组合导航系统无迹卡尔曼滤波（UKF）算法,避免了EKF繁重的求导计算。本文对2种滤波方法进行了仿真比较,结果表明,用UKF的组合导航系统的误差收敛速度比EKF快,精度也比EKF高,UKF算法更适合于MEMS／GPS组合导航。     

实时分布式容错综合导航仿真系统技术研究

介绍了所设计的一个实时分布式综合导航仿真系统,包括系统方案设计准则、系统结构以及系统设计与实现中的关键技术.研究结果表明,该设计方案较好地满足了实时分布式综合导航仿真系统的研制需求.