参数辨识法与卡尔曼滤波法精对准实验研究

为了比较静基座下参数辨识法精对准和卡尔曼滤波法精对准的对准精度,利用导航计算机采集惯性测量组件输出的比力和角增量信号,分别采用参数辨识法和卡尔曼滤波法完成精对准,台架实验结果表明,在粗对准方法相同、精对准时间相等的情况下,卡尔曼滤波法比参数辨识法能够获得更好的对准精度.参数辨识法精对准具有算法简单、运算量小等优点,但是其对准精度不高,适合在要求计算量小但对精度要求不高的条件下使用.卡尔曼滤波法具有较高的对准精度,但是要求系统的模型准确,适合在基座静止、失准角为小角度的条件下使用.     

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.     

基于广义解析法的动基座粗对准

动基座条件下捷联惯导系统由于动态环境的影响,采用传统的解析法进行粗对准会出现较大误差,针对这一问题,通过捷联惯导比力方程变形和引入辅助速度信息,提出了一种基于广义解析法动基座粗对准方法。进行了动基座条件下的仿真,在粗对准时间不大于200s的情况下,方位角对准精度达到了0.357°,水平角对准精度0.006°,满足进一步采用线性滤波方法进行精对准的要求。该方法算法简单,计算量小,精度高,具有一定的工程应用价值。     

惯导系统在动基座上的对准研究

动基座上惯导系统初始对准,系统信噪比弱,干扰信号强度较大,有用量测信号强度小,对准过程收敛慢。为提高惯导系统在动基座上的对准精度及对准快速性,设计了基于位置信息观测及递推滤波参数估计的对准方案,通过开路粗对准及舒拉调谐闭路估计精对准,实现游移方位惯导系统在动基座上的平台调平、航向确定及陀螺漂移测定,车载试验结果表明,所设计的方案,达到了较好的效果。     

惯导传递对准中的两种滤波算法对比分析

为了克服传递对准中系统噪声不确定带来的影响．将次优H∞滤波方法用于捷联惯导动基座传递对准,针对速度匹配传递对准的全维模型和降维模型进行了卡尔曼滤波和次优H∞鲁棒滤波仿真研究,给出了白噪声下失准角的估计曲线。仿真结果表明速度匹配传递对准具有较高的对准精度．卡尔曼滤波的估计精度比次优H∞鲁棒滤波高,但收敛速度和鲁棒性不如次优H∞鲁棒滤波。     

行进间粗对准误差分析方法

针对载体行进间粗对准过程中,粗对准失准角受到多方面因素的影响,提出了载体行进间粗对准误差分析方法。该方法在分析基于惯性系行进间粗对准方法的基础上,以里程计作为辅助测量手段,通过微分扰动法,详细分析了载体行驶速度、晃动角速度、加速度计零位偏差和陀螺常值漂移误差与粗对准失准角之间的关系,建立了误差方程。仿真实验表明,惯性系的粗对准误差失准角主要受到对准过程中载体运动速度和惯性器件精度的影响,并且当载体静止时,通过本方法分析的误差结果和解析粗对准分析的误差结果有着相同的极限精度,证明了分析方法的可行性。     

速度匹配动基座对准杆臂效应补偿试验研究

利用速度匹配方法进行了动基座水平对准,对速度误差观测量进行了杆臂效应补偿,对该方法进行了动基座对准摇摆试验.试验结果表明,杆臂效应补偿对失准角和陀螺漂移的估计具有显著改善效果,该方法可以推广到其它利用速度误差观测信息进行对准的其它方案中去.     

一种AUV捷联惯导系统动基座快速初始对准方法

针对AUV的特点,介绍一种采用捷联惯导系统进行导航的AUV动基座快速对准方法。通过模型建立与公式推导提出用两个水平失准角的稳态值估计方位失准角稳态值的方法,计算机仿真结果证明,在保证一定精度的前提下,可加快初始对准的速度。     

捷联惯导系统动基座初始对准研究

建立了捷联惯导系统动基座对准的误差模型,利用分段定常系统可观测性分析理论和方法对系统动基座初始对准时的可观测性进行了全面分析.并采用卡尔曼滤波技术,对系统在各种运动基座初始对准情况下的平台误差角进行了估计,给出了方差仿真曲线,比较了静基座与在这些运动情况下的卡尔曼滤波器的估计效果.仿真结果表明,在捷联惯导系统动基座初始对准过程中,可以通过载体线运动和角运动的改变来提高系统的可观测性和状态变量的可观测度,从而提高估计的精度和速度.     

速度匹配动基座对准杆臂效应补偿试验研究

利用速度匹配方法进行了动基座水平对准，对速度误差观测量进行了杆臂效应补偿，对该方法进行了动基座对准摇摆试验。试验结果表明，杆臂效应补偿对失准角和陀螺漂移的估计具有显著改善效果，该方法可以推广到其它利用速度误差观测信息进行对准的其它方案中去。     

捷联惯导系统动基座对准中的可观测性分析与研究

建立了捷联惯导系统动基座对准的误差模型,利用分段定常系统可观测性分析理论和方法对系统动基座初始对准时的可观测性进行了全面分析,定性地得出了载体不同运动对系统可观测性的影响结果.分析结果表明,在动基座对准过程中,无论载体是线运动还是角运动,在一定条件下都能够提高系统的可观测性,进而提高卡尔曼滤波器的估计速度和精度.并采用卡尔曼滤波方法,对平台误差角进行了估计,给出了仿真曲线,验证了分析结论.这为研究捷联惯导系统的快速精确对准方法奠定了理论基础.     

捷联惯导初始对准的UKF改进算法

针对UKF在捷联惯导系统静基座大方位失准角的初始对准中出现的计算量大和滤波数值不稳定的问题,本文提出了改进的UKF滤波。改进的UKF滤波应用了超球面采样和平方根滤波方法,降低了算法的计算量,提高了滤波过程中的数值稳定性。仿真结果表明,改进的UKF滤波在保证初始对准滤波精度的前提下降低了计算量,提高滤波性能,验证了改进的UKF滤波方法的有效性和优越性。     

捷联惯导系统动基座对准中的可观测性分析与研究

建立了捷联惯导系统动基座对准的误差模型，利用分段定常系统可观测性分析理论和方法对系统动基座初始对准时的可观测性进行了全面分析，定性地得出了载体不同运动对系统可观测性的影响结果。分析结果表明，在动基座对准过程中，无论载体是线运动还是角运动，在一定条件下都能够提高系统的可观测性，进而提高卡尔曼滤波器的估计速度和精度。并采用卡尔曼滤波方法，对平台误差角进行了估计，给出了仿真曲线，验证了分析结论。这为研究捷联惯导系统的快速精确对准方法奠定了理论基础。     

基于方位装订的弹载捷联惯导初始对准技术研究

研究了基于方位装订的弹载捷联惯导系统的初始对准问题。首先推导了方位角误差和失准角误差的关系,在此基础上,提出了增加方位角误差作为观测量的观测方程,建立了基于方位装订条件下的卡尔曼滤波方程,并用奇异值分解的方法分析了系统的可观测性和不可观测状态变量,结果表明陀螺漂移均可观测,而加速度计零偏均不可观测;计算机仿真结果表明该初始对准方法收敛速度快,对准精度高。     

动基座条件下捷联惯导系统初始粗对准新方法

针对捷联惯导系统在动基座条件下难以实现自主粗对准的问题,提出了一种采用GPS辅助计算姿态矩阵的新方法。姿态矩阵的计算被分解为三个独立的变换矩阵的求解,而GPS和IMU的输出数据则以积分的方式在不同的坐标系中表示出来,从而得出各个不同坐标系之间的变换矩阵以完成粗对准过程。经过仿真验证,该方法能使捷联惯导系统在动基座上快速的计算出初始姿态矩阵,且姿态角误差小于1°,满足为后续精对准过程提供初始值的精度要求。     

PSO网络优化双重卡尔曼滤波在初始对准中的应用

为了解决捷联惯导系统初始对准过程中天向方位失准角收敛过慢的问题,提出了基于带惯性权重的微粒群（PSO）优化网络逼近的双重卡尔曼滤波算法．首先,利用滤波过程中产生了新的天向方位失准角九和水平方位失准角氐信息进行双重卡尔曼滤波估计。然后针对滤波结构复杂、运算量大的问题,利用双重卡尔曼滤波获取的数据作为训练样本,PSO优化神经网络的算法来实现捷联惯导的初始对准。仿真结果表明,新算法结构简单。计算量小,具有实时性和快速性,同时可以保证系统的对准精度。     

一种新的捷联惯导系统对准方法

针对舰载鱼雷捷联惯导系统的初始对准问题,提出了一种新的动基座快速传递对准方案——贯序传递对准方案。该方案采用＂先角速度匹配,后速度＋姿态匹配＂的方法,在基座角运动不明显时,使失准角快速收敛。运用卡尔曼滤波算法,对这一传递对准方法与速度＋姿态传递对准方案进行了仿真比较,研究结果表明,贯序传递对准方案具有更快的估计收敛速度,适用性更强。     

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。     

简化UKF在SINS摇摆基座上的初始对准

大方位失准角情况下,捷联惯导系统(SINS)误差方程是非线性的,传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)会产生线性化误差,影响初始对准精度.为了减少滤波计算量,将一种简化的UKF(RBAUKF)方法应用于SINS初始对准,采用较少的采样点数目和简化的滤波更新算法,避免了对非线性方程的线性化.仿真结果表明,RBAUKF与EKF相比,可在较短时间内完成初始对准,具有更高的精度.     

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。