GPS/SINS组合系统

简要介绍了捷联惯导系统(SINS)和导航星全球定位系统(GPS)结构原理,并提出GPS/SINS组合系统的应用和原理。着重论述了GPS系统的优点以及GPS/SINS组合系统应用的价值,提出战术导弹采用GPSC/A码动态接收机是修正低成本、低精度SINS系统误差的好方法;指出GPS/SINS组合系统是实用的、性价比优良的组合制导系统,有着广阔的应用前途。     

移动卫星通信天线系统的矢量控制法

本文论述移动卫星通信天线系统的矢量控制方法,采用天线对准卫星不依赖于卫星信号,并且借助于捷联惯导系统的数字平台可以排除角运动干扰和长距离线运动干扰。为实现在赤道附近大范围地区的移动卫星通信,本文讨论了方位-俯仰与横滚-俯仰两种结构的矢量控制方法和它们的控制方程。另一台MEMS捷联惯导系统安装在天线上,给出了天线导航参数。天线信号的极值搜索法提高了跟踪精度。GPS信号用于与捷联惯导系统构成GPS/SINS组合系统以修正捷联惯导系统的误差,最后给出了移动卫星通信天线矢量控制系统方框图。     

单兵导弹捷联惯导系统IMU测量误差模型

为了全面深入地研究单兵导弹捷联惯导系统的IMU测量误差传播特性及其对命中精度的影响,在对惯导基本方程简化的基础上建立了捷联惯导系统误差模型．根据导弹飞行距离近的特点,在精度允许的范围内,简化了惯导基本方程,采用四元数法建立了平台漂移模型和加速度误差模型．通过拉氏变换对误差的传播特性进行分析,提出了满足命中精度要求的器件精度范围．     

一种捷联惯导系统的陀螺在线标定方法

提出一种捷联惯导系统的陀螺零偏在线标定方法。在静止条件下采集惯导系统在两个近似水平位置输出的速度信息和方位信息,利用扩张状态观测器提取惯导系统速度误差的微分信息,通过算法估计陀螺零偏。仿真结果表明:该方法可行且标定精度能够满足捷联惯导的要求。实物验证表明:该方法实现简单,可有效估计陀螺零偏,提高惯导系统导航精度,为工程应用带来较大便利。     

捷联惯导系统级余度技术研究

为了防止捷联惯导系统由于长时间工作而导航精度变差，对导航系统之间的互补性进行了研究，介绍了SINS／GPS与SINS／DNS两套综合导航系统方面的内容．通过对系统误差、性能的分析及仿真，给出了组合导航子系统的故障检测与隔离算法．该结果表明，采用组合惯导余度技术在工程实践上确实可以解决捷联惯导系统长时间工作而导航精度变差的问题．     

成本效益好的捷联惯导系统设计

捷联惯导系统的位置误差和速度误差,通常取决于该系统内部误差参数的量值以及这些误差在飞行中的传播方式。捷联惯导系统内部误差参数中的每一项都可以表征为这样一个随机变量,其在整个惯导系统和飞行中已知变化和零均值呈概率分布。可以建立一个数学“误差模型”,它可以根据每项主要误差源的变化,预测给定飞行轨迹的惯导系统位置误差和速度误差的统计性能。这个“误差模型”还清楚地表明,捷联惯导系统的预期的误差取决于所选择的飞行轨迹。捷联系统设计师可利用这个模型得到符合技术性能要求的每项误差参数的变化范围。这种方法叫做“误差预算”。用这种方法作出的误差预算,可以预测出任一给定飞行轨迹的捷联惯导系统的统计性能。然而,对于象SNU84-1这类机动性能高的飞行器来说,在其动态的飞行范围之内,飞行轨迹有可能大大地激发惯导系统内部的某些误差源,以至设计不出成本效益好的切实可行的惯导系统来满足这一系列飞行的特殊性能要求。因此,我们的偿试是,“尽可能好”地设计惯导系统。引进一套标准飞行轨迹,将使捷联惯导系统的设计师能够建立一个能满足特定飞行轨迹的特殊性能要求的误差预算,而不必对该系统的元件提出不合实际的要求。要获得成本效益好的设计,提出的元件技术要求必须能保证惯导系统在最坏的环境条件下正常工作。在给出捷联系统的误差预算过程中,误差源通常可互相平衡。本文介绍了一种方法,采用这一方法,可望在给定的性能水平情况下,使惯导系统的成本最小。注:在本文中,“成本”可包括惯导系统所需要的任何一种或所有的资源,如使用周期成本、获得成本、体积、质量、能源需要等等。成本也可以是以上这些资源的加权和。     

基于高阶卡尔曼滤波的激光捷联惯导系统级标定方法

随着激光捷联惯导系统的不断发展,系统对于误差标定的精度要求也在不断提高。在现有系统级标定算法的基础上,全面考虑了惯性器件零偏、安装误差角、标度因数误差、加速度计二次项、内杆臂等误差,并在计算速度和位置误差观测量时考虑了外杆臂误差,提高了激光捷联惯导系统误差模型的准确性,并基于此设计了一种基于高阶卡尔曼滤波算法的系统级标定方法。通过实验验证表明,与分立式标定方法相比,所提出的系统级标定方法具有更高的标定精度,能够满足高精度激光捷联惯导系统的标定需求。     

动基座条件下捷联惯导系统初始粗对准新方法

针对捷联惯导系统在动基座条件下难以实现自主粗对准的问题,提出了一种采用GPS辅助计算姿态矩阵的新方法。姿态矩阵的计算被分解为三个独立的变换矩阵的求解,而GPS和IMU的输出数据则以积分的方式在不同的坐标系中表示出来,从而得出各个不同坐标系之间的变换矩阵以完成粗对准过程。经过仿真验证,该方法能使捷联惯导系统在动基座上快速的计算出初始姿态矩阵,且姿态角误差小于1°,满足为后续精对准过程提供初始值的精度要求。     

导弹用捷联惯导系统加速度计零偏误差校准方案研究

分析了加速度计误差对惯导系统精度的影响,并根据方位机动能够提高捷联惯导系统加速度计零偏误差的可观性原理,对准确估计加速度计零偏误差所需的方位角变化量进行了大量的分析和仿真,得出了适用于捷联惯导系统的加速度计零偏误差校准方案.该方案不需拆弹、不需使用转台,即可对加速度计零偏误差进行校准,有助于缓解目前捷联惯导系统长期稳定性与延长惯导系统不标定使用年限的实际需求之间的矛盾,具有重要的工程意义.本文还介绍了具体的工程实现方案,并对仿真和试验结果进行了介绍和分析,给出了仿真和试验曲线.     

导弹用捷联惯导系统加速度计零偏误差校准方案研究

分析了加速度计误差对惯导系统精度的影响，并根据方位机动能够提高捷联惯导系统加速度计零偏误差的可观性原理，对准确估计加速度计零偏误差所需的方位角变化量进行了大量的分析和仿真，得出了适用干捷联惯导系统的加速度计零偏误差校准方案。该方案不需拆弹、不需使用转台，即可对加速度计零偏误差进行校准，有助于缓解目前捷联惯导系统长期稳定性与延长惯导系统不标定使用年限的实际需求之间的矛盾，具有重要的工程意义。本文还介绍了具体的工程实现方案，并对仿真和试验结果进行了介绍和分析，给出了仿真和试验曲线。     

速率捷联惯导系统工具误差计算与补偿研究

针对采用惯性制导的弹道导弹,开展速率捷联惯导系统工具误差计算与补偿研究.给出速率捷联惯导系统的测量模型和工具误差模型,推导了加速度计和陀螺仪的工具误差补偿公式,并进行了仿真计算.根据仿真结果,分析了各工具误差系数偏差对导弹落点精度的影响,证明了补偿算法的有效性,为捷联惯导系统工具误差补偿和提高弹道导弹制导精度提供理论依据.     

捷联惯导误差分析与误差补偿

捷联惯导系统中的误差分析可确定各种误差源对系统的影响,并根据精度要求可恰当分配惯性测量元件的误差差和选择合理的惯性器件。通过对捷联惯导系统中的误差模型进行分析,针对系统精度要求,进行误差分配。对系统误差补偿模型,进行标定实验,确定了本套系统误差补偿系数。最后通过弹道仿真,对不同水平和众多误差因数采用了均匀设计法,得到CEP值。     

捷联惯导/天文组合导航

为了有效提高惯性导航精度,文中介绍了一种基于星敏感器的捷联惯导组合导航方法。首先分析了捷联惯导／星敏感器组合导航系统的工作原理。其次,对组合导航系统进行建模,分析系统误差,通过捷联惯导和星敏感器的输出构造量测值,建立系统的误差状态方程和量测方程。最后,利用间接卡尔曼滤波,估计出组合导航系统的误差状态量,进而修正捷联惯导系统的位置、速度和姿态角。最终,通过对仿真结果的分析证实了该方法的有效性。     

捷联惯测组合数据采集系统的设计与实现

介绍了一种采用∑-△型A／D转换器AD7716和数字信号处理器(DSP)为核心的捷联惯测组合数据采集系统，给出了硬件电路和软件设计。针对AD7716进行了误差补偿，以满足捷联惯测组合精度和小型化的要求。     

捷联惯测组合数据采集系统的设计与实现

介绍了一种采用∑-△型A/D转换器AD7716和数字信号处理器(DSP)为核心的捷联惯测组合数据采集系统,给出了硬件电路和软件设计.针对AD7716进行了误差补偿,以满足捷联惯测组合精度和小型化的要求.     

捷联式惯导系统工具误差模型及处理技术研究进展

捷联式惯性导航系统工具误差模型及处理技术的研究在近年来取得了很大进展,相继出现了一些新理论、新方法、新技术。首先详细介绍了捷联式惯导系统主要误差源——元件误差的误差模型及标定方法,然后对捷联式惯导系统误差传播模型的研究以及误差补偿方法进行了归纳和总结,最后提出了今后捷联式惯导系统工具误差模型及处理技术的主要研究方向。     

INS/GNSS组合导航的航空布撒器制导控制系统分析与设计

利用惯导系统和GPS各自的特点．分析设计了INS／GNSS组合导航的航空布撒器制导控制系统．并对惯导系统的误差方程进行了分析，研究结果表明．它可有效地提高系统导航参数的估计精度和速度，满足航空布撒器远距离飞行时的制导精度要求。     

一种大动态惯导技术在旋转弹上的仿真与实验研究

针对大动态环境下旋转弹的特点,在无陀螺惯性测量系统的基础上,采用一种基于MEMS双陀螺多加速度计的捷联惯导方案。该方案可以克服单纯加速度计的惯导方案对加速度测量和安装精度的苛刻要求,实现对弹轴方向角速度的解算。计算机仿真结果表明,导航解算的误差可以满足旋转弹的精度要求。在仿真分析基础上,给出了一种面向炮弹系统．基于FPGA双核处理器结构惯导系统的硬件实现方案。     

捷联惯导系统姿态算法实现及工程应用

对适合工程应用的捷联惯导系统姿态算法进行分析,在随机干扰、陀螺漂移以及分辨率误差条件下进行了仿真,对姿态算法的精度和抗干扰性进行了考核,确定陀螺的指标和系统姿态算法,对系统进行了标定,将龙格库塔算法应用在捷联惯导系统工程样机中,完成了捷联惯导系统工程样机的建立。     

基于DGPS的弹载捷联惯导系统性能评估技术研究

针对武器系统对弹载捷联惯导系统性能评估要求,对捷联惯导系统对准和导航精度评估方法展开研究,对比目前常用的固定区域平滑和固定点平滑算法的各自优缺点,设计了一种利用导航段载机和导弹惯导滤波数据对导弹惯导传递对准与导航误差进行评估的新算法;对算法进行了充分的数字仿真,仿真结果证明了所设计的算法更实用、更具有工程应用价值。