美国在一体化INS/GPS系统方面的研制情况

目前,世界各国正在评估将包含有插件式全球定位系统(GPS)接收机的惯性导航系统(INS)应用于飞机、导弹、陆地车辆及舰艇的可能性。一体化INS/GPS系统将INS固有的高频带、低噪声性能和GPS接收机的低频带、精确测距性能组合在一起。将性能互补的传感器组合得到的单一线路可更换装置不仅性能优于各个分系统,而且总尺寸、总质量、总功耗及采购和保障成本都降低了.     

GPS/INS组合导航系统的研制及飞行鉴定

把低成本捷联式惯性测量装置(IMU)和单通道P码全球定位系统(GPS)接收机加以组合可提供精确的导航解,并具有对飞行中IMU进行校准和对准的能力。这种组合系统利用惯性导航系统(INS)的速度来辅助GPS进行搜索和跟踪,而GPS的测量值用来估算IMU的误差。本文介绍了一种分离数据技术,这种技术可使GPS卡尔曼滤波器和INS卡尔曼滤波器不依赖卫星瞄准线伪距和距离变化测量值而独立工作。这个系统用GPS接收机和INS计算机各自的硬件为GPS或IMU单独导航提供了模块性和反向工作模式。当GPS接收机的工作周期小于四颗卫星的覆盖范围时,也用气压高度计数据来扩展它的工作范围。本文介绍了从YPG激光试验靶场得到的飞行数据。这些试验结果显示了期望的导航精度和转移对准能力。     

自适应钟差模型在GPS/INS深组合中的应用研究

针对GPS/INS深组合系统中GPS接收机误差状态模型难以确定的问题,文中提出了一种自适应的时钟误差模型.该模型可以根据GPS接收机钟差的变化规律而自适应调节模型参数.通过GPS/INS深组合导航系统将传统的固定参数多项式模型与该自适应钟差模型进行半物理仿真比较,结果表明文中提出的模型能有效提高组合系统的导航精度和可靠性.     

基于GPS和INS数据融合的复合精确制导技术

针对复合精确制导问题, 提出了一种数据融合算法, 该方法是一种可将GPS和INS融合制导的技术.该技术将GPS和INS相融合, 使两种系统优势互补, 提高制导性能.通过对GPS和INS数据融合的仿真, 证实了该数据融合算法融合效果好, 并可将GPS和INS融合技术应用于复合精确制导.     

一种基于INS/GPS的无人机组合导航控制系统的设计

惯性导航(INS)和全球定位导航(GPS)是现代航空中应用广泛的两种导航控制技术.运用组合导航控制技术, 将INS与GPS两者有机组合, 能很好地克服各自缺点,形成优势互补结构.介绍了一种低成本姿态确定INS/GPS组合导航系统, 并引入了卡尔曼滤波和故障检测和隔离技术, 有效地提高了导航系统的性能和精度, 从而构成比较理想的组合导航控制系统.     

防区外发射对陆攻击导弹的GPS/INS组合制导系统

详细阐述了防区外发射对陆攻击导弹(SLAM)所采用的全球定位系统(GPS)/惯性导航系统(INS)电子设备和软件的组合方法,并说明导致采用这种方法的设计权衡。独具特色的SLAM GPS/INS电子设备构型是由巳有的捕鲸叉导弹的中段制导装置(包括捷联式惯性传感器组件和数据处理器)与洛克韦尔—柯林斯公司的单通道,顺序式GPS接收机处理器单元综合而成的。接收机处理器单元不仅包括GPS接收机,还包括执行SLAM导航任务和卡尔曼滤波算法及其它制导算法(包括导引头瞄准)的导航处理器。还介绍了SLAM的GPS辅助INS系统的飞行试验结果。     

GPS/INS组合导航系统中接收机时钟误差处理研究

针对GPS/INS深组合中接收机时钟误差模型无法精确确定的问题,提出了一种基于时间差分的钟差推算新方法,利用相邻时刻观测量公共误差基本相同的特点,来实时推算接收机的钟差,仿真表明该方法具有较高的推算精度,并且能够消除接收机钟跳特性带来的预测困难。通过GPS/INS深组合导航系统与传统的时钟误差模型进行半物理仿真比较,表明本文提出的方法能有效提高组合系统的健壮性,消除接收机钟跳对滤波器稳定性的影响,并能显著提高系统的精度。     

基于低通滤波技术的GPS/INS 组合导航

针对GPS/INS组合导航系统中的惯性导航系统(inertial navigation system,INS)存在的随机误差的问题,研究了一种通过低通滤波器减弱或消除GPS/INS组合导航系统高频噪声的方法。分析了陀螺仪与加速度计在三轴方向上的误差源及其相关性,给出无人机组合导航系统中GPS/INS组合导航误差模型,针对INS数据中所含的高频误差,构造了低通滤波器以消除其对导航精度的影响;并通过实测Matlab/Simulink仿真与实测GPS/INS导航数据验证该低通滤波器性能。试验结果表明:采用低通滤波处理INS高频误差显著改善了位置精度,三轴方向上精度分别提高了25%、22%和21%。     

基于双联邦UKF算法的组合导航数据融合方法

为了提高组合导航系统数据融合的精度和容错性,提出一种双联邦UKF组合导航数据融合方法.采用双联邦UKF滤波器的算法将JTIDS相对导航技术与成熟的GPS/INS/DVS组合导航技术相结合组成新的双联邦UKF组合导航数据融合算法.联邦UKF算法将UKF算法和分散式滤波技术相结合,精度高容错性好,JTIDS相对导航技术精度高抗干扰能力强.主滤波器1对GPS/INS/DVS组合导航信息进行融合后与JTIDS相对导航信息在主滤波器2中融合,提高了组合导航系统的可靠性和容错性.数值仿真实验表明,该算法性能优于单纯采用联邦GPS/INS组合导航算法是一种理想的组合导航滤波方法.     

具有插件式GPS接收机的惯导系统

美国国防部已经收到杭尼韦尔公司的首批具有插件式GPS接收机的惯导系统(INS)。这种INS加插件式GPS的组合据认为是第一种适合军用的装置。首批三个生产型装置的实验室和车载试验已于1992年     

INS/GPS技术趋势

集中讨论了惯性器件、GPS、INS／GPS组合系统的精度、技术发展趋势以及对干扰的一些思考,这些技术将促成精度优于1m的导航系统。在惯性器件方面,介绍了主流的惯性器件技术,预测了未来的惯性器件及惯性导航系统的发展,阐述了计划中的GPS精度增强措施,描述了INS／GPS深组合的趋势,探讨了其组合互补优势,枚举了几个干扰影响的实例并介绍了有望提高系统鲁棒性的一些技术的发展趋势。     

GPS/INS超紧组合系统综述

介绍了GPS/INS超紧组合系统的概念,按照结构与信息处理方式的不同将超紧组合系统分为INS辅助GPS超紧组合、相关深组合和非相关深组合三种模式,在给出不同模式超紧组合系统结构的基础上对比分析了各自的特点,综述了GPS/INS超紧组合系统的国内外发展现状,指出超紧组合系统的关键技术与未来的发展方向。     

抗差估计及Allan方差在车载组合导航系统中的应用研究

针对组合导航系统中全球定位系统(GPS)信号易丢失和干扰、惯性导航系统(INS)无法长时间单独工作的问题,通过采用带故障检测和隔离的导航算法解决GPS 数据异常的问题,有效提高系统的可靠性;同时当GPS 卫星信号短时间丢失时,利用Allan 方差分析方法确定惯性传感器误差并进行补偿,使纯INS 能够在一定精度内独立工作相对长的一段时间。车载试验结果表明:该方法能够保证组合导航系统的可靠性,且在GPS 信号短时间丢失情况下提高了纯惯导系统的导航性能。     

超紧密组合下GPS/INS跟踪回路的结构及性能分析

介绍了全球定位系统（GPS）和惯性导航（INS）的互补性，以及组合导航在制导系统设计中的广泛应用．GPS／INS组合导航系统使用的是松散组合或紧密组合，提出了一种超紧密组合的方案，并对其性能进行了仿真评估．结果表明，它可以提高GPS的性能，如更高的相位跟踪带宽和更高的抗多路径噪声的特性．     

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。     

INS／GPS组合导航模糊控制方案

提出了一种利用模糊控制原理实现INS／GPS组合导航的方案，利用INS的短时高精度和GPS的误差不随时间积累的特性，使用模糊控制原理对两者进行组合，实现提高导航精度的目的。     

INS/GPS组合导航模糊控制方案

提出了一种利用模糊控制原理实现INS/GPS组合导航的方案,利用INS的短时高精度和GPS的误差不随时间积累的特性,使用模糊控制原理对两者进行组合,实现提高导航精度的目的.     

INS/GPS导航中联邦卡尔曼滤波算法

根据INS(惯性导航系统)和GPS(全球定位系统)不同的特点,将两者组合起来,在阐述联邦卡尔曼滤波原理基础上,设计了INS/GPS组合导航系统的滤波算法.对该组合系统的联邦卡尔曼滤波算法进行了仿真,仿真结果表明:在INS/GPS组合导航系统中采用联邦卡尔曼滤波,不仅提高了定位精度,而且保证了滤波的快速性.     

惯性导航系统自适应辅助GNSS矢量跟踪方法

针对复杂电磁环境下卫星导航接收机抗干扰能力不足的问题,提出了低成本 INS自适应辅助 GNSS矢量跟踪方法。该方法根据观测量性能指示器、跟踪环路锁定情况和卫星信号信噪比等,自适应切换高动态标量跟踪环路和 INS辅助矢量跟踪环路,实现低干扰环境下的高精度导航和中等干扰环境下满足导航精度情况下的最大导航能力。同时,给出了预处理滤波器、组合导航滤波器和高动态标量跟踪环路的具体设计方法。动态仿真试验结果表明,在高动态干扰环境下基于本算法的接收机可跟踪载噪比为15 dB-Hz 的 GPS L1 C/A卫星信号,比传统独立式高动态接收机的抗干扰能力提高了约12 dB。