空间飞行器加速度计在轨标定方法

针对空间飞行器在轨段未采用SINS/GPS组合导航方案的情况,提出一种采用“零加速度”方法对加速度计进行标定的方案。利用空间飞行器在轨运行的微重力环境,通过对加速度计测量值的分析和统计,对加速度计零偏误差进行估计。该标定方法简单,计算量小,且不需要其他辅助设备,完全自主标定,更适合于工程应用。     

一种星载相对测量设备的在轨标定方法

受主动段振动、在轨力热变形等因素影响,星载相对测量设备的测量坐标系相对于设备基准坐标系会产生一定偏移,引入测量误差,从而影响卫星的相对导航精度。为解决该问题,提出了一种基于全球卫星导航系统(global navigation satellite system, GNSS)差分定位数据的星载相对测量设备在轨标定方法,通过分析确定了影响其在轨标定精度的主要因素和其可达到的在轨标定精度水平,并结合在轨数据验证了该方法的正确性和有效性。     

一种星敏感器与捷联惯导高精度安装误差标定方法

针对高精度标校星敏感器和捷联惯导之间安装误差问题,捷联惯导和星敏感器均能输出相对惯性空间四元数的特点,提出了一种基于误差四元数与角速度测量值的算法,建立星敏感器和捷联惯导的安装误差模型和系统观测模型．采用“粗校准＋精校准”的两次估计滤波方法,最终达到提高姿态确定精度的目的。仿真结果证明了该方法的有效性和可行性。     

信息平方根滤波在提高寻北精度中的应用

文中对影响寻北仪中陀螺和加速度计精度的误差进行了分析,并且提出了应用信息平方根滤波进行数据处理的方法,从而解决了传统的用卡尔曼滤波方法必须保证P正定性、否则会在迭代计算时发散的问题.并用试验结果证明,信息平方根滤波可以提高寻北仪的精度,达到寻北精度的要求.     

利用导航信息标定捷联惯导系统误差系数的方法

提出了利用导航数据反推捷联惯导误差系数的一种新的标定方法。推导了标定模型，给出了陀螺和加速度计标度因数误差的标定位置，并对标定模型进行了详细的分析。     

基于平方根无迹滤波的滚转弹姿态估计

给出一种基于平方根无迹卡尔曼滤波器(SR-UKF)的滚转弹飞行姿态获取方法.使用一个双轴角速率陀螺构成滚转弹飞行姿态遥测系统,利用SR-UKF对遥测数据进行处理,以重构弹体飞行姿态.针对低速滚转弹姿态运动模型的强非线性,运用SR-UKF算法进行姿态运动估计,避免了扩展卡尔曼滤波(EKF)产生的线性化误差.运用低速滚转弹姿态运动模型,导出了一组基于SR-UKF的迭代滤波方程.将基于SR-UKF算法与EKF及UKF的估计结果进行了对比,仿真结果验证了算法的有效性.     

动力调谐陀螺仪的八位置测试法

通过八位置测试法对动力调谐陀螺仪误差模型进行标定测试,先通过标定测试获得动力调谐陀螺仪的力矩标定因数,对动力调谐陀螺仪误差模型分析,再根据得到的8个位置的力矩反馈电压求出动力调谐陀螺仪的十个静态误差系数,最后计算漂移系数,然后对标定验证数据采集分析。     

基于新息自适应滤波的惯性测量单元误差在线标定方法研究

考虑到空天飞行器飞行环境和运动特性下导航传感器误差的噪声统计特性不可能完全精确已知,若使用常规卡尔曼滤波进行在线标定,将会导致滤波精度下降甚至发散。设计一种基于新息自适应滤波方法的惯性测量单元(IMU)误差在线标定方案和算法,克服常规卡尔曼滤波需预先知道噪声统计特性的不足,设计包含IMU安装误差、刻度因子误差和随机常值误差在内的27维高阶状态变量的误差标定模型,分析提出可同时对系统噪声和量测噪声协方差矩阵进行动态调整的新息自适应滤波在线标定算法。仿真验证实验表明,相较于采用常规卡尔曼滤波以及Salychev O自适应滤波算法进行在线标定,所设计的新息自适应滤波在线标定方法能更有效实现对IMU误差的动态标定及补偿,进一步提高了惯性导航系统精度。实物验证实验表明,该方法可有效标定IMU误差残差,提高导航精度,为工程应用带来较大便利。     

重复标定的惯组误差模型系数计算方法

通过建立合适的惯组测量坐标系,构建了惯组内部惯性器件敏感轴和惯组测量坐标系之间固定的相对关系,实现了惯组在六面体测试工装内每次标定的误差模型系数均反映同一个映射关系,实现了惯组重复安装标定时惯组误差模型系数的统一计算、对比,对方便工程使用、有针对性地改善惯性器件性能有着重要的意义.     

一种星载DSP软件的在轨编程方法

数字信号处理器在空间系统中已得到广泛应用,为了应对空间辐照等特殊环境,满足系统可扩展性、高可靠性的要求,要求系统具备在轨编程能力。根据数字信号处理器的引导启动原理,通过修改引导启动软件代码,可实现数字信号处理器的软件在轨升级和多系统启动,从而完成星载软件的远程故障修复和功能扩展。经实验室仿真验证,此方法可提高系统的可靠性,降低由于软件失效导致整个系统崩溃的可能性。     

平方根UKF算法在汽车轮胎力估计方法中的应用

针对车辆行驶过程中各车轮轮胎力等状态参数,在现有测量水平及成本下难以找到较适用的传感器直接测量的问题,提出利用七自由度车辆动力学模型结合平方根UKF算法的汽车轮胎力估计方法.利用该算法具有的无需计算雅可比矩阵和较高的非线性近似精度等优点,在无需建立轮胎力学模型的前提下,确保了迭代UKF的数值稳定,实现对汽车轮胎力估计.应用CarSim软件进行仿真对比试验,仿真结果表明,基于平方根UKF的汽车轮胎力估算方法对各轮胎的纵向力和侧向力估计比较准确,验证了该方法的有效性.     

基于卡尔曼滤波的陀螺仪阵列技术研究

多个相同型号的陀螺仪测量轴相互平行,测量同一个角速度信号所组成的阵列叫做陀螺阵列。通过研究陀螺阵列提高惯性测量精度的信息处理算法,建立单个微机电（MEMS）陀螺仪的两种不同漂移模型,利用Allan方差对漂移系数进行辨识,将辨识出的随机漂移系数应用于卡尔曼滤波。通过卡尔曼滤波将陀螺阵列的信息融合为一个较高精度的输出,证明了卡尔曼滤波的稳定性。通过实验对比了不同建模方法的优劣,并且验证了基于卡尔曼滤波的信息融合方法可以有效提高MEMS陀螺仪的精度。     

基于ER-EMD的陀螺仪信号去噪方法

针对陀螺仪的噪声成分,提出了一种基于ER（energy ratio）与EMD相结合的去噪方法,采集连续两帧的陀螺漂移信号,各自区分出噪声强弱区域后进行分段处理,取得了很好的去噪效果。     

基于最优解析的陀螺现场免转台标校方法

作为载体姿态测量的重要惯性器件,陀螺在使用过程中由于长时间运输及存放等因素会产生误差漂移,造成对运动参数测量精度的降低,由此带来陀螺器件在使用前误差再标校的需求。根据现场无高精度转台设备支持的工作条件及中等精度陀螺指标需求,提出一种基于最优解析的陀螺现场标校方法。通过建立陀螺输出与地球自转角速率及加速度计输出间的映射关系式,将标校问题转换为最优解析问题;同时采用改进遗传算法,达到现场简易操作、不依赖转台等辅助设备、缩短标校时间、提高标校精度的目的。开展数学及半实物仿真实验,验证了所提方法的有效性,结果显示该方法能够有效地获得满足中等精度陀螺的标校结果,具有现场实用价值。     

小型无人机组合导航系统的平方根UKF技术研究

由于小型无人机组合导航系统的误差模型与观测模型均为非线性,对模型进行线性化的扩展卡尔曼滤波会引入线性化过程中忽略高次项的误差,导致滤波器性能下降。提出将平方根UKF方法(SRUKF)用于小型无人机IMU/GPS组合导航,SRUKF方法利用协方差平方根代替协方差参加递推运算,保证滤波算法的数值稳定性,提高组合定位的精度和可靠性。仿真结果表明,SRUKF方法是组合导航中一种很好的非线性滤波方法,实现了低成本、高精度的实时定位。     

基于比对的捷联惯性测量组合不拆弹标定方法

安装在导弹中的捷联惯性测量组合(简称SIMU)随着时间推移陀螺和加速度计误差参数会发生变化,从而导致性能降低。针对拆弹标定工作量大、成本高的问题,提出一种工程上简单实用的不拆弹状态下对捷联惯性测量组合进行误差标定的方法。该方法将高精度捷联惯性导航系统固连在待标定弹上,作为基准,采用类似传递对准的方法,利用大维数卡尔曼滤波对陀螺和加速度计的各项误差进行估计。试验结果表明:该方法能够使SIMU的精度提高到陀螺误差小于6.0(°)/h,加速度计误差小于1 000μg,具有较高的工程实用价值。     

基于多圈环绕结构的超流体陀螺噪声抑制方法

超流体陀螺是新一代惯性传感器,其面临的关键问题是：输出存在较大的噪声,引起其高测量精度的潜力不能发挥。为此,基于对管路多圈环绕时的流体感抗分析,构建了多圈环绕时超流体陀螺噪声的数学模型;并综合考虑多圈环绕对超流体陀螺的影响,研究最优环绕圈数,提出基于多圈环绕结构的噪声抑制方法。研究结果表明,随着环绕圈数的增加,超流体陀螺的噪声呈现逐渐下降的趋势。根据通用参数,采用最优圈数进行多圈环绕时,超流体陀螺的噪声值被抑制为无多圈环绕时的1/4. 因此基于该方法,超流体陀螺的测量精度得到了显著提高。     

基于磁强计和陀螺的弹箭飞行姿态测试方法

提出了一种基于磁强计和陀螺的弹箭飞行姿态测试方法。利用地磁测量、陀螺测量和卡尔曼滤波器来解算姿态角的算法。设计一种基于地磁和陀螺的姿态测量系统,利用组合样机在三维无磁性转台上采集数据,分析和处理了实验数据,对卡尔曼滤波器进行了测试。结果表明:该算法可用于旋转飞行体的姿态测量。     

动カ调谐陀螺键合图建模及控制方法研究

键合图方法是一种统一处理多种能量范畴的工程系统的动态分析图形化方法。本文根据陀螺的结构原理建立了动力调谐陀螺的开环键合图模型,模型能够正确反映陀螺的特性,根据模型设计了陀螺的再平衡回路闭环解耦控制器,应用20-sim软件对结构和控制一体的陀螺闭环模型进行了仿真,仿真结果表明设计的闭环解耦控制器能够显著降低动力调谐陀螺两轴之间的固有耦合作用,结构和控制一体化的建模和仿真方法有利于实现陀螺控制系统的快速设计。