基于VS的捷联惯导系统仿真器设计

针对在实验室环境下实时获取飞机真实动态数据难度大的问题,借助飞行控制原理设计了飞机实际的飞行轨迹,并利用飞行轨迹产生的真实数据解算惯导误差及惯导参数,模拟了对惯导系统的动态导航.利用模块化设计思想,建立了捷联惯导系统的仿真轨迹模块、惯性器件参数输入模块、导航参数计算模块、视景仿真模块等,并在Visual Studio 2005开发环境下设计了捷联惯导系统仿真系统.用户界面直观简洁,通用性较强,可以实现人机交互、实时仿真等效果.仿真结果与惯导系统误差特征一致,验证了仿真器所用捷联惯导系统算法的正确性.     

基于ARM的微型捷联惯导计算机设计

为了实现低成本小型制导武器的小型化和低成本化,设计了微型捷联惯导计算机系统;充分利用ARM器件和MEMS器件的微型化特点,以ARM嵌入式处理器为核心,MEMS微惯性测量单元为敏感器,构建了捷联惯导系统的硬件平台.根据捷联惯导系统原理,通过对姿态更新和位置速度更新算法的研究编写了硬件可执行程序;然后,进行了捷联惯导的定位和测姿试验;结果表明以ARM作为微型捷联惯导计算机满足了设计要求,系统稳定可靠.     

小波网络辅助卡尔曼滤波的捷联惯导传递对准

初始对准精度是捷联惯导系统的主要误差来源之一;针对舰载机捷联惯导的传递对准模型准确建模困难,且测量噪声和过程噪声随舰船动态而变化,这样就会降低滤波的精度,卡尔曼滤波有一定的局限性,提出了将小波神经网络辅助卡尔曼滤波器用于惯导系统的传递对准;把能直接影响卡尔曼滤波估计误差的参数作为网络的输入,进过样本训练后,把网络的输出与经过卡尔曼滤波得到的结果相加,实现了捷联惯导的传递对准的滤波功能;这种新算法在实际应用中的非线性情况下优于传统卡尔曼滤波方法;仿真结果表明了其实用性和有效性。     

航弹捷联惯导系统半实物仿真试验研究

某型远程航空弹药拟采用捷联惯导+卫星定位的制导系统.该制导系统中的捷联惯导系统姿态、位置解算精度和时延性将影响到控制系统的控制效果.为了测试捷联惯导系统的解算精度和时延性,该文设计了捷联惯导系统的半实物仿真试验框架结构,检验了捷联惯导系统导航计算机的解算性能.试验表明,捷联惯导系统的算法正确,解算精度和解算时延满足控制系统的要求,可以应用到航空弹药的制导与控制系统中.     

基于NiosII的光纤捷联惯导系统数据采集模块设计

针对光纤捷联惯导系统中采用传统技术的导航计算机需重复设计且效率低的现状,提出了一种基于Nios Ⅱ的光纤捷联惯导数据采集及预处理实现方案;运用verilog HDL语言完成了对光纤捷联惯导系统中挠性加速度计和光纤陀螺仪的数据采集功能IP核设计,采用SOPC(可编程片上系统)技术定制了Nios Ⅱ软核处理器,并实现16阶FIR低通滤波器的设计;通过对捷联惯导系统的静态采集实验,验证了数据采集功能IP核的准确性和FIR低通滤波器滤除部分噪声的有效性.     

游移方位捷联惯导系统软件测试与仿真

用C语言实现了游移方位捷联惯导系统的实时软件仿真;分别以圆球和参考旋转椭球体作为地球模型进行导航参数计算;用圆球模型下的飞行轨迹数据对圆球模型,椭球模型,加惯性元件误差的椭球模型下的捷联惯导系统导航参数进行测试;提出将速度通道和高度通道联立求解的方法.以提高速度,高度计算的准确性;并解决了导航参数解算中出现的计算周期同步问题;分析了误差来源,比较了圆球和参考旋转椭球体之间的差异;验证了该惯导系统仿真的正确性,证明了该测试方法的可行性。     

捷联惯导系统中卡尔曼滤波的应用研究

为提高捷联惯导系统初始对准精度,提出将卡尔曼滤波技术应用于系统初始精对准,用以估计系统的失准角和惯性误差。对卡尔曼滤波技术在捷联惯导系统中的应用进行分析,建立捷联惯导系统初始对准误差模型和卡尔曼滤波量测方程。分析不同条件下不同滤波方法的滤波原理和滤波精度。在此基础上,提出一种将预测扩展卡尔曼滤波应用于逆向导航技术的思路,并进行了理论分析和捷联惯导系统自对准流程设计,为后续进一步深入开展惯导系统初始对准奠定基础。     

一种对称斜置式四陀螺惯导冗余配置方案

针对惯性器件冗余数量少,捷联惯导系统可靠度提升少的问题,首先分析了冗余优化准则的等价性,给出了最优冗余配置的充要条件。在基于四陀螺的正交方案、斜置方案和圆锥方案可靠度对比分析的基础上,提出一种对称斜置式方案,能进一步提高四陀螺方案的捷联惯导系统可靠度,而且该方案在陀螺出现故障时,系统精度具有很好的一致性,仿真结果表明：对称斜置式方案是陀螺数量为4个时的最优配置方案之一。该方案对于冗余数量较少的舰船惯导系统设计具有较强的借鉴意义。     

导航算法对捷联惯导系统精度的影响分析

导航算法精度的高低直接影响着捷联惯导系统的性能。在惯性元件输出为增量形式的条件下对捷联惯导系统姿态更新、速度更新和位置更新算法进行分析。仿真实验得出:在影响导航精度的因素中,姿态更新算法最大,速度更新算法和位置更新算法次之。为导航算法的研究提供一定的借鉴。     

微型惯性测量组合姿态测试系统

本文介绍了微型惯性测量组合系统的构成,姿态的解算算法和参数识别的卡尔曼滤波方程.提出了用四元素四阶龙格-库塔法作为捷联惯导系统的姿态更新算法,并叙述了算法仿真程序.     

机载捷联惯导传递对准可视化仿真平台设计

设计机载捷联惯导传递对准效果及性能的仿真平台.通过研究传递对准惯导理论,分析各组成模块,提出用Visual c++与Matlab混合编程技术实现平台的搭建和仿真解箅.种设计方案避免了用VC++建立传递对准数学模型,简化了编程的难度,同时避免了Matlab运行速度慢的缺点.仿真结果证明平台可以分析机载捷联惯导传递对准效果及性能,并能够设置惯导系统的各项仿真参数,适应不同精度的惯导系统的仿真要求,并能够规划多种航迹,用于传递埘准方案的精度评估,为实际飞行中的动基座快速对准提供参考,并大大降低了传递对准仿真的工作量.     

制导弹箭捷联惯组在架标定方案研究

长时间整弹存储的制导弹箭,其捷联惯组的标定参数将发生较大的改变.设计了一种制导弹箭捷联惯组的在架标定方案.在给出惯性器件误差模型和惯导系统误差方程的基础上,详细推导了在俯仰、偏航(通过发射架摆动实现)和横滚(通过内部横滚隔离环转动实现)三种单轴旋转条件下,惯导系统速度误差变化率的变化量与捷联惯组标定参数的关系.与通常的...     

基于捷联惯导和里程计的井下机器人定位方法研究

针对现有煤矿井下移动机器人定位方法存在定位难、精度低的问题,提出了一种基于捷联惯导和里程计的井下机器人定位方法。该方法利用卡尔曼滤波对捷联惯导进行初始对准,以此确定定位的初始坐标,得到初始姿态转换矩阵;利用捷联惯导独立完成机器人位置解算,同时利用里程计输出的速度信息与捷联惯导输出的实时姿态转换矩阵进行航位推算解算,再次得到机器人的位置信息;为了减少累积误差对捷联惯导的影响,使用里程计和捷联惯导构成航位推算系统,采用Sage-Husa自适应滤波设计组合定位算法,选择误差作为系统状态,经过滤波计算和校正,可获得机器人的精确位置信息。实验结果表明,该方法可实现机器人实时定位,有效减少捷联惯导累积误差的影响;定位精度较高,机器人在Y向运动4.3m,Z向运动0.25m后,Y向定位误差为0.25m,Z向定位误差为0.005m。     

无人车捷联惯导系统仿真器设计

捷联惯导系统仿真模块的研究对于组合导航有着重要意义,为了检验该模块性能,在无人车轨迹模拟器的基础上分别基于方向余弦法与四元素法对捷联惯导系统仿真器进行了设计。首先基于运动学模型模拟无人车行驶的平面运动轨迹,并基于高斯投影反算原理求出该轨迹中各点所对应的经纬度信息作为真实值。基于该运动轨迹将对应的三维加速度与三维姿态角输入到捷联惯导系统仿真模块中,将求解出的经纬度作为计算值。将计算值与真实值进行比较,发现经纬度误差随时间而递增,三维姿态角误差随时间呈现周期性振荡,实际应用中有必要对误差进行相应的补偿。     

一种新的导航系统仿真轨迹设计方法

飞行轨迹动态参数是验证捷联惯导系统、组合导航系统等算法有效性的重要依据。利用飞行控制原理设计了一种通用的飞机飞行仿真轨迹,并在Visual Studio 2005开发环境下设计了飞行轨迹仿真软件。该仿真软件产生的数据有效地测试了某型导航系统导航参数的误差精度,验证了捷联惯导算法的正确性。     

六加速度计的GFSINS/GPS组合导航系统研究

无陀螺捷联惯导系统(GFSINS)的角速度解算误差与加速度计测量误差紧密相天,加速度计测量误差会导致整个惯导系统导航参数随时问快速发散.针对这一问题,在传统捷联惯导系统的基础上,基于某种六加速度计配置方式,推导了尢陀螺捷联惯导系统误差方程,利用卡尔曼滤波器组成了GFSINS/GPS组合导航系统.经仿真验证,该组合导航系...     

面向对象设计在捷联惯导算法仿真中的应用

针对捷联惯导系统（SINS）的算法设计,介绍了SINS的姿态、速度和位置基本微分方程组;以解捷联惯导一阶微分方程组的算法仿真为例,提出了基于面向对象程序设计中类的概念和运算符重载的功能,设计了捷联惯导算法的四阶龙格-库塔数值解法;该设计为工程实现中直接求解含标量、向量和矩阵等混合形式的一阶微分方程组的数值解提供了一定的参考价值;仿真结果表明：即使对恶劣的纯锥运动,该算法精度也很高。     

星敏感器仿真器设计及实现

该文提出了一种星敏感器仿真器的设计及实现方案,该仿真器利用建立数学模型的方法来模拟星敏感器量测的星光矢量,利用最小二乘的估计方法得到平台误差角,为组合滤波做准备.本文详细讨论了各个模块的算法实现.仿真器采用模块化设计,便于进行功能扩展和二次开发.该仿真器的主要应用目标是代替天文导航系统为组合导航系统提供准量测数据,实现在没有天文导航数据的情况下与捷联惯导的输出参数进行组合滤波,从而达到修正系统误差的目的.     

基于DSP的光纤捷联惯导系统设计与实现

介绍了一种基于DSP的光纤陀螺捷联惯导系统的设计与实现方法;系统采用DSP+MCU的体系结构,DSP主要完成导航计算,利用单片机实现对数据采集模块的控制,并通过双口RAM实现单片机和DSP的数据通信,构成了一套小型捷联惯导系统,同时给出了一种捷联惯导算法编排,简要介绍了SPI通信和TMS320C6713的二次bootloder方式;经测试,系统速度和精度都满足了设计要求,已应用于实际系统。     

基于惯性系的旋转式惯导系统快速对准算法

针对船舶大幅角晃动和线运动等复杂干扰,导致旋转式捷联惯导系统初始对准性能下降的问题,设计了基于惯性系的旋转式捷联惯导系统快速初始对准算法.针对旋转式捷联惯导系统的误差特性,设计了基于惯性系的粗对准方案;并提出了一种改进的罗经对准算法,达到缩短对准时间和提高对准精度的目的.仿真实验证明:该方法可以实现快速初始对准,7 min航向精度达到1.35′.