基于MEMS惯导的机载两轴稳定平台方案

动中通天线平台往往基于不同姿态数据输入的解算直接影响天线伺服控制系统的响应速度,最终影响天线系统最终的跟踪精度,惯导设备欧拉角、角速度的精度、输出频率、系统转发延迟等均对最终的跟踪精度有较大影响。文章针对卫星天线基于载机惯导的稳定模型分析,构建了基于自带惯导的基于MEMS陀螺的两轴稳定平台,并对稳定平台模型、控制进行分析,实验验证。     

低成本惯导系统在战术导弹上的应用

为使低成本惯导系统的精度与战术导弹改击远程目标的任务相适应,提高导弹的命中率,十分重要的是提高惯导系统初始对准精度。本文研究了飞机主惯导为平台式惯导系统,导弹子惯导为捷联惯导系统的传递对准原理和精度计算方法,文中强调了以主惯导平台为基准,去校正子惯导数学平台的传递对准设计思想,采取了导弹安装误差角处理的合理措施,以达到快速对准的目的,通过仿真研究证实了本文观点的正确性。     

船用惯导系统故障诊断方法研究

针对某型船用惯导系统性能下降,可靠性降低,故障率增加等问题,本文设计了系统进行硬件故障、信息良好性故障及软(性能)故障的诊断方案.特别是研究并推导了惯导主、备平台系统四个水平通道之一出现慢漂移时的诊断公式及方法.实验证明:该方法能实现快速故障定位,达到故障诊断的智能化,即故障定位于相关插件板及重要元件(陀螺仪、加速度计...     

基于FTA的测量船惯性导航系统故障诊断研究

测量船惯性导航系统是一种组合导航系统,设备组成复杂,在故障诊断过程中通常难以做到快速、准确定位.故障树分析法是用于系统可靠性和安全性分析的工具,是一种由果到因的演绎分析方法.通过对惯导系统进行故障分析,建立了故障树,并对故障树进行了定性、定量分析.结果表明,该方法能快速准确地诊断系统潜在故障,有效提高惯导系统的可靠性.     

捷联惯导冗余最优化配置

为了有效提高舰船捷联惯导系统的可靠性,本文对捷联惯导冗余配置方案的系统进行了研究,介绍了冗余配置原则,结构方案对比及相应的可靠性评估等内容。该结果表明,舰船捷联惯导冗余配置是应当而且能够实现系统最优化设计,选择最优配置结构。     

基于INS／LAS组合末制导方法研究与仿真

为提高巡航导弹末制导性能和精确打击能力,研究基于惯导／激光主动导引头组合末制导方法,即利用激光导引头的测量信息,估计惯导系统误差并修正惯导系统的状态参数。针对末制导阶段导弹运动复杂,系统状态易发生突变和量测噪声不确定的特点,提出了改进的Sage-Husa滤波算法,并结合巡航导弹末制导导引规律进行了仿真验证。结果表明,该滤波算法对提高制导系统精度和可靠性十分有效。     

复合式惯导系统

与平台式惯导系统相比,捷联式惯导系统具有体积小,成本低,启动时间快及可靠性高等优点。但其表现受到载体角运动的影响。结合捷联式惯导系统和平台式惯导系统的优点,该文研究了一种复合式惯导系统。首先,详细描述了该系统的原理;其次,推导出该系统的误差方程。从理论上分析了该系统的性能不会受到载体角运动的影响。仿真实验结果验证了该方法的有效性。     

机载惯导系统减振设计

为了保证机载惯导系统的性能和可靠性,减振系统的设计至关重要。本文根据机载惯导系统的使用环境,提出了系统对减振系统的要求,并针对平台式惯导系统和捷联惯导系统, 建立了相应的系统振动动力学模型。在总结减振系统设计指标的基础上,提出了机载惯导减振系统的设计方法,包括减振系统结构形式的选取、减振器材料和结构的确定、减振系统固有频率的确定以及阻尼特性设计等。按照设计方法,给出了一个平台惯导减振系统设计实例,该减振系统满足系统需要。     

激光捷联惯导系统的射前快速标定技术

捷联惯导系统射前自标定是提高系统精度的重要途径。基于激光陀螺标度因数稳定的特点,建立了适合激光陀螺捷联惯导系统射前自标定的加速度计误差参数模型。分析了基座扰动使姿态发生微幅变化对加速度各通道输出影响,设计了适合激光陀螺捷联惯导系统的加速度计自标定算法,该算法具有一定的抗扰动能力。在误差参数可观测性分析的基础上,设计了射前自标定方案,并进行了实验验证,试验结果表明,该方案可快速准确标定出加速度计相关误差参数。     

多普勒计程仪辅助捷联惯导初始对准技术研究

针对捷联惯导系统初始对准精度问题,提出了一种采用多普勒计程仪辅助捷联惯导系统进行初始对准的方法。分析了多普勒计程仪测速误差的形式,建立了多普勒计程仪与捷联惯导系统的误差模型,通过输出校正的方法修正多普勒计程仪的速度信息,为惯导系统提供准确的载体速度信息,采用卡尔曼滤波进行捷联惯导系统的精对准。并对舰船匀速直航状态时,多普勒计程仪辅助捷联惯导系统的初始对准进行了仿真分析。理论分析与仿真结果表明:该方案能有效地解决舰船的初始对准问题,收敛速度较快,而且具有较高的精度。     

激光陀螺小波滤波方法研究

为了减小激光陀螺随机误差对激光捷联惯导系统对准、导航精度的影响,采用小波分析方法对其输出信号进行滤波处理.开发了评估软件,并对其在实际系统中滤波前后效果进行了深入研究.结果表明,评估软件准确可靠,小波分析方法简单实用,特别适合激光陀螺信号的处理,在很大程度上提高了系统对准、导航精度.     

基于USB接口的激光陀螺惯导系统数据通讯

为了提高激光陀螺捷联惯性导航系统在强振动条件下的精度,需要将惯性仪表在振动环境下的输出数据高速采集并保存下来进行离线仿真。通过CY7C68013A芯片在导航计算机外围扩展高速的USB接口,实时采集惯导系统输出的各项性能指标数据,并将此类数据保存至外围PC机,实现了导航计算机和PC机之间的高速通讯。通过设立圆形缓冲区,解决了通讯过程中的丢帧问题。经过近千小时测试,所建采集数据装置可准确采集导航计算机数据并实时存储,结果表明该装置的可靠性与稳定性,为分析惯导系统测量精度奠定了基础。     

基于位置敏感探测器的组合导航技术研究

为了减小现有小型旋翼类无飞机飞行过程中卫星/惯性组合导航系统的制导误差，提高其导航系统定位精确度，提出2维位置敏感探测器激光制导与机载卫星/惯性组合导航系统结合的新型导航系统方案。该系统利用1064nm红外脉冲激光作为引导光源，采用中间飞行段卫星/惯性导航、末端飞行段激光照射制导结合的方式，进行了理论分析和对比实验验证。结果表明，在室外飞行环境和室内强、弱、正常光照飞行环境下，该系统始终保持较高的定位精度和结果一致性；相对比其它现有制导方式，该系统的探测频率始终保持5kHz、定位精度始终保持其圆形概率误差处于0.10m数量级，取得了较好的定位实验结果。该系统具有鲁棒性强、电路简单、探测灵活、高速精确的特征，对无人机末端制导具有重要意义。     

基于小波分析的故障检测技术研究

针对导航系统所存在的软故障及其特性,并结合小波信号分析的特点,提出了基于小波分析的组合导航系统故障检测的方法,采用该方法对含有软故障的组合导航系统信息的量测信号进行处理与分析,从而达到故障检测的目的,将此方法应用于捷联惯性导航系统／全球定位系统（SINS／GPS）组合导航系统的故障检测。对仿真结果的分析表明,该方法可以检测出组合导航系统的所存在的软故障,并且更加简便灵活,效果明显。     

惯性导航的误差建模与仿真研究

在机载多传感器数据融合系统中导航误差是影响目标定位精度的主要误差源.针对此应用背景提出了惯性导航误差模型,其能很好地满足实际惯性导航系统中存在的误差传播特性.仿真分析表明,与以前系统中仅利用高斯白噪声作为导航误差的情形相比,该方法更具有实际意义,对数据融合的分析更具有说服力.     

INS/CNS/GPS组合导航数据融合算法与仿真研究

研究了INS/CNS/GPS组合导航系统的原理和特点,建立了组合导航系统的数学模型。分别利用集中卡尔曼滤波和联邦滤波数据融合原理对此系统进行了仿真研究,并指出了集中滤波器的不足之处。仿真结果表明采用全球定位系统和天文导航系统对惯导系统误差进行修正不仅可以大幅度提高导航精度,而且通过比较和分析可知联邦滤波可以有效地提高导航系统的可靠性和复原能力,是理想的容错型信息融合算法。     

基于标校经纬仪的测量船坞内标校新方法

光轴漂移和惯性导航设备惯性元件更新维护,是船载无线电测量设备测量精度逐渐下降的主要原因。为此,提出了一种标校新方法,以标校经纬仪测量数据为基准,在甲板系中标定无线电测量设备零位和轴系误差,同时通过坐标系取齐达到消除惯导姿态测量误差的目的。分析表明,该方法完全满足无线电测量设备标校精度要求,具有简便、经济、高效等优点,是保持和提高测量船测量精度的有效途径。     

XC3S400AN在四频差动激光陀螺脉冲信号计数中的应用

为了提高四频差动激光陀螺惯性导航系统的性能,需要应用快速高精度的陀螺脉冲信号计数技术。根据脉冲零头计数原理,应用高性能的FPGA芯片XC3S400AN,基于VHDL结构描述语言,对高精度高频率时钟信号进行时序控制及同步处理,设计出一种四频差动激光陀螺脉冲信号计数电路,并进行了实验测试。测试结果表明,电路能消除脉冲信号的±1计数误差,可长时间稳定工作,满足对陀螺脉冲信号计数实时性和精确性的要求,达到了预期目标。     

基于容错决策树的UWB辅助惯性定位方法

针对惯性导航系统误差随时间累积和超宽带(UWB)定位受到非视距问题、多径效应和人体影响出现粗大误差的问题,提出了一种基于容错决策树的UWB辅助人员室内惯性定位方法。该方法提出并采用陀螺仪高精度分段拟合误差补偿模型,抑制惯性导航误差漂移;同时在UWB辅助人员室内惯性定位的基础上,构建惯性导航与UWB单点定位数据共同作用的容错决策树判定模型,剔除UWB定位的粗大误差因子,进而对惯性导航和UWB的参数应用扩展卡尔曼滤波,实现UWB辅助增强惯性定位。根据实验验证表明,在复杂狭窄巷道环境,该方法将距离均方误差占路线长度的比例从6.02%提升到0.76%;在常规方正室内环境,该方法将最大误差占路线长度的比例从2.207%提升到0.635%。实现了长时间的连续可靠定位,具有较强的工程应用价值。     

舰艇惯性导航技术应用与展望

惯性导航系统是舰艇导航系统的核心装备，是舰艇实现自主安全航行和舰载武器系统对敌方进行精确打击的主要手段。以惯性导航技术的发展历程为基础，简述了以激光惯导为代表的惯性导航系统的原理与需求，综合阐述了国外舰艇惯性导航技术的发展和应用概况，并对国外发展应用情况进行了对比分析，对舰艇惯性导航技术及系统的未来发展方向予以展望。