SINS/GPS全姿态组合导航系统的UKF算法研究

将UKF算法应用于SINS/GPS全姿态组合导航系统,给出了一种GPS测量姿态角的方法,推导了姿态角误差与平台失准角之间的关系,建立了系统的非线性误差模型,设计了UKF滤波器。仿真结果表明,将UKF算法用于SINS/GPS全姿态组合导航系统可以改善系统的可观测性,提高导航精度。     

基于自适应卡尔曼滤波的RFID/SINS组合导航研究

在室内导航定位中,射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)技术具有信号穿透性强、成本低廉等诸多优点,能够有效代替GPS完成室内组合导航。针对室内惯性导航误差发散和滤波中噪声参数不确定的问题,提出了基于自适应卡尔曼滤波(Adaptive Kalman Filtering, AKF)的RFID/SINS组合导航系统,通过RFID定位系统抑制惯性导航误差发散,并应用AKF将噪声参数与量测输出参数关联实现实时更新。对AKF和标准卡尔曼滤波(Kalman Filtering, KF)下的RFID/SINS组合导航系统进行了仿真和实验。结果表明,在AKF下组合导航系统平均定位误差降低了10%,位置稳定性提升了7.4%,定位误差保持在0.07 m左右。基于AKF的RFID/SINS组合导航系统能够满足室内高精度定位导航的需求。     

SINS／GNSS／数字罗盘组合导航系统研究

将GNSS和数字罗盘共同运用到组合导航中，以卡尔曼滤波为基础，构建了sINs／GNss／数字罗盘组合导航系统，并对样机在实验室的静态数据结果进行了描述和分析。试验结果表明，系统组合滤波器的设计和参数选择正确，该组合导航系统具有较高的精度。     

SINS／GPS组合导航系统在雷达成像系统中的应用研究

介绍一种为机载合成孔径雷达成像系统提供载机天线附近运动信息的GPS／SINS组合导航系统,该系统根据不同导航系统的各自特点及雷达成像系统的要求,采用了雷达成像期间输出纯捷联惯性导航信号,非成像期间输出组合导航信号的方案,实现了基于捷地性测量系统和GPS－OEM板接收机,在位置,速度组合下的导航系统的软件硬件设计,静基座条件下的实验表明该方案是成功的,既满足了系统在成像期间的定位精度需求,又保证了系统总体定位精度。     

基于捷联惯性导航的组合导航系统研究

分析了矿山水下轮式采煤车的定位定向导航的可实现问题.惯性导航组合系统是现代导航技术的发展重点.考虑到捷联惯性导航的自主性,采用捷联惯导组合系统实现对采煤车的定位导航.设计了捷联惯性导航和里程计组合的自主性水下导航系统.通过对该系统的实物应用试验,试验结果验证了此组合导航方案的有效性.     

鲁棒的DME/DME/SINS组合导航算法

测距机（DME, distance measuring equipment）/DME/捷联惯导系统（SINS, strap-down inertial navigation system）的组合导航系统是区域导航（RNAV, area navigation）中常用的导航源。本文提出了一种鲁棒的DME/DME/SINS组合导航算法。首先以SINS误差方程为基础建立起卡尔曼滤波的状态方程;其次推导斜距误差与系统状态变量间的数学关系,并以此建立量测方程;最后针对DME输出的斜距中的野值影响导航精度这一问题,采用一种鲁棒性能较好的基于Huber的卡尔曼滤波算法实现信息融合。实验结果表明：所设计的组合导航算法可以满足RNAV-1的导航需求,由于采用了基于Huber的卡尔曼滤波算法,算法鲁棒性较好,能有效应对量测野值对系统的干扰。     

军用车是易捷联惯导／GPS组合导航系统的应用研究

利用惯性测量组件（IMU）和GPS－OEM板，研究军用车载简易SINS／GPS组合导航系统的实现，对简易捷联惯导／GPS组俣导航系统的原理，硬件组成和软件构成进行了具体的分析，表明组俣导航系统在精度和可靠性两方面，较单一的导航系统都有明显的改善和提高，能够满足陆地军用车载导航的要求。     

低成本MEMS陀螺的SINS/GPS/ADS组合导航系统的工程实现

结合工程实际应用,以低成本MEMS陀螺捷联惯性测量单元为主,以GPS,ADS为辅助,设计完成了一套机载组合导航系统。该系统充分考虑了各传感器的优缺点,采用误差补偿技术,保证了系统的精度和可靠性。首先介绍了系统的组成及功能;在此基础上,建立了状态变量为29维的组合系统动态方程,给出了用于卡尔曼滤波的GPS和ADS的误差模型;通过精密三轴转台试验结果表明,组合系统可以进行实时滤波计算,提高了组合系统导航参数精度,具有很好的工程实用性。     

一种低成本的SINS/GPS紧密组合导航

针对高速、高机动弹道导弹中捷联惯性导航系统/全球卫星定位系统(SINS/GPS)紧密组合导航系统在信息融合时,存在由于接收机时钟差引起量测信息值突变及量测数据时间同步的问题,提出了一种伪距差分的方法,能有效消除量测值的突变,保证滤波器收敛。在此基础上,采用多项式拟合外推的方法达到了时间同步精度要求。最后对改进后的系统进行静态和动态跑车实验,实验结果表明,该系统的水平位置精度达到了10 m,速度精度达到了0.2 m/s,提高了系统的导航精度,验证了该方法的有效性。     

CDKF在GPS/SINS组合导航系统非线性模型中的应用

GPS/SINS组合导航系统模型的非线性会导致扩展卡尔曼滤波（EKF）的估计精度降低。而中心差分卡尔曼滤波（CDKF）的新型非线性滤波方法,则利用插值公式对非线性系统的状态估计进行逼近,从而减小线性化误差对系统精度的影响。针对GPS/SINS导航系统的特点,建立了一种非线性误差模型,并将EKF与CDKF分别应用于组合导航系统模型中进行仿真比较。仿真结果表明,该算法简单易实现,且能满足系统在非线性模型下的导航要求,并具有较高的精度和收敛性。     

SINS／GNSS组合导航系统在合成孔径雷达中的应用研究

本文介绍了机载SAR－SINS／GNSS验合运行信息传感器系统,运动信息补偿是SAR系统的一项关键技术,以SAR系统的成像质量有很大的影响,根据SAR系统对运动信息的特殊要求,在对捷联惯导与组合导航系统不同特点进行分析的基础上,提出了组合导航系统的改进算法,满足了SAR系统成像所需的绝对定位和相对定位精度要求,在此基础上实现了基于PC104计算机的软硬件设计,最后在工程样机上进行了地面的静态和动态试验,取得了满意的试验结果。     

基于星敏感器的天文/惯导组合导航仿真研究

本文通过仿真实验,研究了基于星敏感器的天文／惯导组合导航系统的导航性能和特点。首先分析了天文导航的基本原理,并给出了天文／惯导组合导航算法的理论模型。在此基础上,建立了天文导航和捷联惯性导航的仿真模型,实现了天文／惯导组合导航系统仿真。仿真结果表明：基于星敏感器的天文／惯导组合导航能够有效抑制惯导的长时漂移累积误差,有利于实现机载远程长航时的高精度导航。     

考虑磁差的鲁棒DME/VOR/SINS组合导航算法

测距仪（Distance Measuring Equipment,DME）/伏尔（Very High Frequency Omnidirectional Range,VOR）/捷联惯导系统（Strap-down Inertial Navigation System,SINS）的组合是实现区域导航的重要导航源,国内针对其开展的理论研究未考虑VOR台站磁差的影响;此外,当飞机飞行至台站上空附近时,方位测量中的野值将导致组合导航精度迅速恶化。针对上述问题,提出了一种改进的DME/VOR/SINS组合导航算法。首先,在建立状态空间模型过程中将磁差扩维进状态变量,以解决已有研究中存在的理论缺陷;其次,推导了DME斜距测量误差与位置误差间的数学关系,结合方位误差量测方程,建立卡尔曼滤波的量测方程;最后,采用一种鲁棒的基于M估计的卡尔曼滤波算法实现信息融合。测试结果表明,所设计的DME/VOR/SINS组合导航算法可以准确地估计出VOR台站磁差,显著提高了组合导航精度和算法的适用性;能有效应对方位测量值中的野值,具备较高的工程应用价值。     

联邦卡尔曼滤波在SINS／GNSS／数字罗盘组合导航系统中的应用

针对SINS／GNSS／数字罗盘组合导航系统的特点,设计了用于该系统的联邦卡尔曼滤波器。该滤波器具有全局最优性,其结构遵循信息分配原则,其算法改善了数值计算的稳定性。理论分析及试验结果表明,该联邦卡尔曼滤波器满足系统的定位导航精度,且在实际应用中方法可行。     

基于曲线拟合的SINS/GPS紧密组合导航系统

在工程实际应用中,由于GPS、北斗等卫星导航系统的卫星信号传输、导航计算等均需要耗费一定的时间,当用户接收机输出导航信息时已经产生了延时。尤其对于高动态用户,这一输出延时现象将会导致严重的位置误差和速度误差。针对此,提出了基于曲线拟合的SINS/GPS紧密组合导航系统,解决了高动态时GPS延时问题对导航系统的影响,从而通过曲线拟合的方法保证了时间同步的精度。最后对改进后的系统进行了仿真验证,结果表明该系统的水平位置精度、速度精度均得到显著提高,验证了该方法的有效性。     

MEMS-INS/GPS双星组合定位方法研究

提出了一种 GPS 不足 4 颗星情况下的双星组合定位方法。利用微机械惯导系统短时间自主导航定位的优良特性,建立双星组合定位的误差方程,同时利用 GPS 导航系统自身的卫星测量信息,设计双星组合定位导航系统的卡尔曼滤波器来实现微机械惯导和 GPS 卫星信息的最优融合。通过微机械惯导和 GPS 的信息融合,实现 GPS 在 2 颗卫星情况下的组合定位。实验结果表明,在 GPS 卫星导航收星条件差的情况下,双星组合导航具有较好的定位精度。     

多传感器自主式车载组合导航系统研究

考虑到车载组合导航系统运行时问长、地形环境复杂的特点，将零速修正技术与惯导／里程计/气压高度表组合导航系统相结合使用，采用序贯处理和平方根滤波算法，建立了实用的卡尔曼滤波模型，与基本卡尔曼滤波算法相比，该方法实现简单，计算量小，抑制了滤波的发散，提高了滤波的精度，最后对组合导航系统进行仿真验证，取得了较为满意的结果．相比INS／GPS组合导航系统，该系统具有良好的自主性及适应性。     

SINS/GPS/罗兰C／双星多传感器组合导航系统研究

惯导（INS）被认为是自主性最强、隐蔽性最好、应用最广泛，不受外界干扰的导航系统，而捷联惯导（SINS）以其诸多优点，成为惯性导航的一个主要发展方向。本文研究基于集中和联邦滤波的捷联惯导与GPS、罗兰C、双星组合导航系统，利用双星、罗兰C等子系统提供的参数信息对组合导航系统进行集中和联邦卡尔曼滤波，校正捷联惯导系统的误差。在对系统进行了理论仿真、比较的基础上，进行了海上试验，给出了动态试验的结果。理论仿真和基于实测数据的试验结果表明，本文介绍的滤波器是可行的，具有较高的滤波性能和精度，很好地提高了导航系统的可靠性和性能。