传递对准中时间延迟的补偿方法

在机载战术导弹动基座传递对准过程中,主惯导数据传递给弹载计算机有时间延迟因而会影响传递对准中卡尔曼滤波器的收敛速度和精度.研究分析了从机载火控计算机所传递的主惯导数据以及这些数据的延迟时间,提出直接利用主惯导姿态四元素、载机角速度和延迟时间等主惯导数据进行四元素计算,得出延迟后的主惯导姿态四元素,进而获得补偿后的量测失准角的算法,并建立基于"速度 姿态"匹配方式的传递对准仿真模型进行验证,仿真结果表明该算法能有效的抑制时间延迟所造成的影响.     

车载战术导弹传递对准仿真研究

研究了车载战术导弹发射前的传递对准问题。提出了将主惯导安装于导弹发射架上,利用导弹发射前发射架的俯仰运动作为激励加快传递对准过程的方法。推导了弹载子惯导的误差方程和用于传递对准的量测方程。根据推导的方程设计了卡尔曼滤波器实现速度加姿态匹配传递对准。针对导弹发射前载车的典型运动情况进行了仿真。仿真结果表明,在载车运动过程中弹载子惯导的水平姿态误差角估计误差可在30 s内减小到2’以内,通过导弹竖起过程中角运动的激励,航向误差角估计误差迅速减小到3’以内。     

联邦模糊自适应卡尔曼滤波在速度+姿态传递对准中的应用

在系统动态模型和噪声统计特性无法完全获得的情况下,通过调整卡尔曼滤波器的相关参数提高弹载子惯导对准性能,其效果是很有限的,采用联邦模糊自适应卡尔曼滤波方法进行速度＋姿态匹配传递对准,并对算法进行了可行性分析与仿真验证。仿真结果表明,在系统动态模型和噪声的统计特性不确定的情况下,速度+姿态匹配传递对准的联邦模糊自适应卡尔曼滤波短时间内能够较好地估计出弹载子惯导的初始姿态失准角,是一种非常有效的信息融合方法。     

固定点平滑技术在惯导系统对准精度评估中的应用

惯性导航系统动基座对准是机载或舰载战术导弹发射前必须完成的程序.利用最优平滑技术对惯导系统动基座对准效果进行评估,是分析导弹系统的制导精度和惯导系统自身器件性能的有效方法.本研究针对固定点平滑算法所适应的对象和平滑算法的特点,推导了利用卡尔曼滤波扩维方法来导出固定点平滑算法的方法,并分析了其特点.该平滑算法在某型弹载惯导系统空中对准精度评估中,取得了令人满意的结果.     

巡航导弹惯导系统数学仿真

针对常用惯导仿真方法对模拟长时间复杂条件下工作的巡航导弹惯导系统存在一定难度的问题,在分析平台惯导系统数学模型的基础上,通过设计巡航导弹典型飞行航迹,建立惯导器件误差仿真模型,对含有误差的惯导系统进行导航解算,构建了完整的巡航导弹惯导系统仿真模型 .利用MATLAB/Simulink工具对模型进行了仿真与误差统计分析.得到的导航位置误差和速度误差与实际情况基本相符,证明仿真模型建立正确,方法使用得当.为进行惯导及组合导航研究提供了一种实用方法.     

基于FPGA和NIOS的惯导组件测试系统研究

针对惯导组件产品测试中多种信号输出的测量需求,设计了一种基于FPGA和NIOSII软核的双模式惯导组件数据采集系统。该系统以FPGA和USBCY7C68013芯片为核心,实现对4个惯导组件输出的48路脉冲进行频率计数和对8个惯导组件输出8路串口数据的接收,最后通过USB芯片将采集得到的数据上传至测控计算机,并由计算机进行保存、处理和显示。该设计降低了采集电路复杂度,提高了产品测试效率和采集系统的可靠性、稳定性。     

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.     

高精度游移方位捷联惯导系统的数字仿真

捷联惯导系统的数字仿真对于系统设计、方案论证和算法研究有着重要的意义,特别是游移方位捷联惯导系统.因此通过完成轨迹发生器、仪表仿真和捷联解算来实现游移方位捷联惯导系统的全数字仿真.在此基础上,通过研究三样子圆锥误差补偿和三样子划船误差补偿来提高捷联惯导系统的精度和稳定性,并进行了仿真比较.     

水平阻尼作为干扰的平台式惯导统一控制方程

研究惯导系统统一控制的优化设计。传统的统一控制采用一体化设计方案,通用性不强。为简捷高效地实现惯导计算机的程序编排,提出了将水平阻尼作为干扰项的平台式惯导统一控制。通过改变系统框图结构,将无阻尼惯导系统和阻尼网络人为分离,水平阻尼网络的输出可视为干扰项。系统控制方程始终采用无阻尼条件下的表达式,惯导系统控制和阻尼网络可以实现模块化设计,使控制的实现形式和推导过程大为简化。给出了惯导计算机的运算流程,并分别在静、动基座条件下,对无阻尼、内水平阻尼和外水平阻尼状态的惯导系统做了仿真。结果表明新的统一控制模型有效体现了惯导系统的参数变化,且设计简便,具有更好的实用性。     

车载传递对准技术研究

针对陆基动平台武器捷联惯导系统动基座传递对准问题,研究了传递对准的基本原理,建立了地面武器弹载子惯导系统(SINS)动基座速度匹配传递对准的误差模型,并考虑SINS的惯性器件误差.根据速度匹配传递对准原理,推导了速度匹配方式下载车主惯导系统(MINS)与SINS导航解算速度之差的量测方程.在此基础上,设计了一种传递对准...     

基于Vxworks操作系统的光通信卡设计

目前在惯性导航系统中,导航计算机与惯性稳定平台的通信主要是采用串口通信,通信速率比较慢。本文引入了光纤通信,提高了通信速度,介绍了如何使用接口芯片PCI9030设计CPCI总线光通信卡,包括通信卡的硬件设计、PCI空间的配置以及Vxworks操作系统下驱动程序的编写。     

嵌入式组合导航系统中多路异步串口系统的设计

在嵌入式组合导航系统中,对导航计算机进行串口扩展是实现导航计算机和多个异步串口导航设备进行数据通信的重要前提。针对目前的串口扩展法无法有效利用串口扩展芯片内部FIFO的问题,提出了一种基于数据拆分的串口扩展法,并依据该方法设计了以MSP430F149单片机和TL16C554A芯片为核心的多路异步串口系统。试验证明,该方法能有效地利用串口扩展芯片的内部FIFO,提高了系统的串口通信效率。     

LabVIEW+RTX实时弹载计算机监测系统设计

弹载计算机是导弹控制的核心,对弹载计算机进行功能验证和监测是保证其正常工作的基本途径。弹载计算机在运行过程中存在有大量的外部数据交互,因此全面可靠地对弹载计算机进行监测需要对运行过程的大量数据进行实时监测。采用基于LabVIEW的FPGA板卡和RTX实时系统,在Win-dows操作系统下构建了一套高实时性的监测系统方案,完成对弹载计算机的实时监测评估。     

基于端口模式的CY7C68013固件程序设计

本文介绍了基于USB单片机的弹载测量系统地面测试台的固件程序设计方法。地面测试台用来对弹载数据记录装置进行自检,在本测试台上采用EZ-USBFX2系列单片机CY7C68013来实现上位机与地面测试台间的通信,固件程序的功能包括产生测试台状态信号、下载各种信号源数据及进行实时监测数据回读。文中通过测试台的工程实例,详细介绍了端口模式下固件程序的编写流程,并给出了部分程序代码。     

图像末制导系统中攻击目标点选取方法

反跑道图像末制导系统中,针对弹载图像中可能不存在完整跑道,而跑道内部比较均匀很难由灰度或结构特征锁定目标点的问题,提出一种攻击目标点的选取方法.结合惯导和图像信息,通过一个中间坐标系,估计前帧目标点在当前图像中的位置,过该像点作跑道中线的垂线,垂足定为系统当前的攻击目标点.仿真实验结果表明,该方法能在跑道图像中选取合适的攻击目标点、随着图像分辨率的提高目标越来越精确,并且对惯导误差不敏感,具有鲁棒性.     

无人飞行器的北斗卫星组合导航算法研究

北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统,为促进北斗卫星系统在导航方面的运用,降低我国导航方面对GPS的依靠,从而进一步降低成本,提高无人飞行器的导航精度,本文对捷联式惯性导航系统（INS）和北斗定位导航系统的组合导航算法进行了研究,通过惯性导航系统的原理和导航解算的过程,选择惯导系统和北斗系统的速度、位置差值作为观测量,建立组合导航系统的状态方程和观测方程,利用无迹卡尔曼滤波得到惯导系统状态量和惯性敏感器的误差,对惯导系统进行误差补偿,从而实现无人飞行器的高精度导航控制.并使用Matlab进行仿真,得出高精度的模拟输出轨迹.     

基于惯性传感器的集群移动机器人定位系统设计

为了对集群机器人的定位技术做进一步研究,本文对群体移动机器人的整体框架进行了设计,主要包括控制单元、通信模块和传感器单元等,重点对基于MPU9250惯性传感器的定位技术进行了研究,定位系统以ZigBee模块组成无线传感网络,用Arduino对MPU9250进行姿态数据获取并进行处理,利用ZigBee网络将位置信息传输到上位机.本文提出的机器人惯导定位技术对于解决机器人的定位问题具有一定的指导意义.     

基于DSP的MSINS/GPS组合导航计算机设计

介绍了以DSP为核心的MSINS/GPS分布式控制组合导航计算机的设计方法.为降低系统成本,选用TI公司的DSP作为导航算法处理机,采用TL16C550和MAX3160设计了RS-232/485/422多协议串口,实现该系统与主机的通信.鉴于GPS-OEM板异步串口输出的报文在接收时需要进行判断和校验,采用单片机单独控制接收,并将预处理数据存储到双口RAM中,节约CPU的时间.对于MSINS六路数据的采集,则采用CPLD作为调度机,将A/D转换结果也放于双端口RAM中.系统还采用GPS接收机输出的1PPS脉冲,结合CPLD产生的时序实现MSINS和GPS数据的同步采集.