一种在较大初始数学平台误差角下提高AUV导航精度的新方法

如果发射冲击很大或者初始对准时间很短,可能导致自主水下航行器(AUV)中捷联惯导系统(SINS)的初始平台误差角比较大,特别是方位误差角大时,它成为影响AUV自主导航精度的重要因素.发射后利用捷联惯性测量组件(SIMU)和多普勒测速仪(DVL)的采样输出,同时实施航位推算(DR)和捷联罗经对准(GA)2种算法.当GA在短时间内水平调平后,直接修正DR的水平姿态角;当GA方位对准基本收敛后,计算GA方位与DR方位之间的方位误差,并借助于航迹相似性原理修正DR的方位角和位置,从而提高后续阶段的AUV导航精度.仿真结果表明,该方法可以修正由初始平台误差角造成的定位误差,但对与DVL有关的定位误差无效,修正后AUV定位误差下降到不修正的19.8%.     

一种工程化空舰导弹激光捷联惯导系统空中动基座对准方案

论述了一种空舰导弹激光捷联惯导系统空中动基座对准方案，进行了方案设计，包括传递对准的原理和方法，以及水平对准和调平设计，重点是方位直接装订、水平速度传递对准。该方案对中近程空射战术导弹惯导系统的应用具有较强的工程性。     

潜基导弹动基座瞄准技术

系统分析和论述了国内外采用和正在研究的先进动基座瞄准技术,包括动基座调平、光电瞄准、传递对准、自主对准等多种对准方法在动基座中应用的原理,论述采用不同方式完成初始方位对准后平台系统变射向的方法,为进一步减小初始对准误差对导弹落点精度的影响,提出惯性/星光制导方案及在动基座潜基弹道导弹中的工作流程和工作方法。     

经纬仪调平对心系统总体设计

为实现经纬仪在操作中自动化操作,提高经纬仪方位测角精度.对具有调平误差补偿功能的经纬仪自动调平对心系统进行总体设计研究;选用高精度的倾角传感器作为水平倾斜检测传感器,保证了调平误差补偿的有效性;利用面阵CCD,采用数字图像处理方法定位站点圆形标记中心,对心测量精度可达到亚像素级,为经纬仪精确对心提供了可能.试验结果表明:在满足经纬仪调平对心实现自动化操作的同时,对心精度可达到0.04 mm,经调平误差补偿后的方位测角精度较传统手动操作精度有所提高.满足对经纬仪测量精度和自动化的要求.     

采用速度匹配的动基座初始对准试验研究

对采用速度匹配方式进行动基座初始对准的原理及用 GPS 接收机提供的高精度水平速度分量辅助捷联惯导完成调平和方位对准的车载试验进行了分析、研究;给出了有代表性的仿真及试验数据、曲线。     

基于误差分离的初始对准方法研究

为满足惯导系统初始对准中精度和快速性的要求,提出了初始对准新方法。深入研究了初始对准的原理;引入了新的姿态误差模式,分析并推导了新的坐标矩阵模型,采用分步处理误差的方法,改善航向角误差大而积累的问题;利用水平姿态角进行递推运算,免除了航向角误差对水平姿态对准的影响,提高了航向姿态对准的精度。最后,建立了基于误差分离的惯导系统仿真平台,通过实验证实了误差分离方法的有效性。     

动基座惯导系统快速初始对准方案

由于动基座的非匀速运动,给惯导系统平台的调平带来了附加误差.通过分析动基座在水平方向的运动加速度,推出了惯导系统平台调平等效误差角模型,并给出了一种快速初始对准方案.     

一种工程化空舰导弹激光捷联惯导系统空中动基座对准方案

论述了一种空舰导弹激光捷联惯导系统空中动基座对准方案,进行了方案设计,包括传递对准的原理和方法,以及水平对准和调平设计,重点是方位直接装订、水平速度传递对准.该方案对中近程空射战术导弹惯导系统的应用具有较强的工程性.     

捷联姿态系统的误差分配算法设计

利用外部参考速度,中精度的捷联惯导系统在罗经方式下可长时间提供高精度的姿态信息,但在设计此类系统时,需要明确惯性元件及外部速度信息对系统姿态误差的影响。文中在完成姿态系统罗经回路设计的基础上,通过分析捷联姿态系统水平回路和罗经回路的误差方程和传递函数,对加速度计误差、陀螺误差和外部速度误差造成的系统姿态误差进行了分析,得出了在稳定状态下这些误差与各姿态误差之间的数学关系,从而完成系统的误差分配设计。     

基于平方根容积卡尔曼滤波的SINS大失准角快速对准方法

为提高大失准角情况下捷联惯导方位失准角的收敛速度,提出了一种以水平速度误差和等效东向陀螺输出为观测量的快速对准方法。推导了基于欧拉平台误差角的非线性误差模型和非线性观测方程,采用平方根容积卡尔曼滤波作为非线性滤波器。数字仿真表明,新方法的方位失准角收敛速度明显优于常规方法,适用于三个失准角均为大角的情况。最后,针对对准精度提出几点看法和建议。     

基于单轴连续旋转调制的方位对准技术

捷联惯组冷态启动、环境温度变化、长时间未标定都可能使陀螺常值漂移发生变化,进而影响捷联惯组的方位对准精度.为减小陀螺常值漂移对方位对准精度的影响,进行基于单轴连续旋转调制的方位对准技术研究.通过理论分析可知,转台单轴连续旋转条件下,将陀螺常值漂移周期性调制,陀螺常值漂移对方位对准精度影响较小,转台转速越高,对准时间越长,方位对准收敛振荡幅值越小,收敛速度越快.通过算法仿真和试验验证了理论分析的正确性.     

速度匹配加机动辅助的滚转弹滚转角空中对准法

针对卫星与惯性速度匹配法对滚转角的空中对准精度不高这一问题,提出一种卫星与惯性速度匹配加机动辅助的方法。在卫星与惯性组合制导方式下,以可观测性分析为基础,机动辅助采取纵向比例导引加重力补偿制导律形式,结合卡尔曼滤波完成滚转角的空中对准,并分析机动辅助策略在不同导航比、重力补偿系数下对滚转角对准效果的影响,以及弹体名义转速拉偏、惯性组件误差拉偏对机动辅助策略的影响。仿真结果表明：在考虑卫星定速及惯性组件误差情况下,该方法能够在全弹道内实现滚转角的精对准,误差在2°以内,收敛时间10 s;可通过调节重力补偿系数改变对准的速度、精度,导航比用来保证制导稳定。卫星与惯性速度匹配加机动辅助的方法相比于卫星与惯性速度匹配法,对准效果更好;在弹体名义转速以及惯性组件误差存在拉偏情况下,对准效果受影响较小,抗干扰性较强。     

作战指挥自动化系统用电子瞄准镜的设计

电子瞄准镜是单兵导弹雷达指挥系统的一部分.雷达系统对空搜索,发现和跟踪目标,并将目标的方位、高低等信息通过串口传给电子瞄准镜系统.电子瞄准镜系统由单片机W77E58,电子罗盘TCM-20,通信接口,EL显示屏组成.单片机作为中央控制器完成和雷达的串口通信,获取目标信息.电子罗盘获取发射筒当前所指向的方位,显示屏显示目标的方位、距离、航迹和射击筒方位信息.单片机与电子罗盘采用RS232通信、与雷达系统的计算机采用RS422通信,显示屏的驱动和显示是对SED1335的写操作.同时,给出了单片机的软件工作流程.     

舰载导弹捷联惯导动基座方位对准技术研究

给出了采用角速度匹配的动基座对准原理及数学模型,针对舰载导弹捷联惯导系统直接进行方位对准的难题,提出了采用局部基准的间接方位对准技术途径,摇摆试验和舰载试验表明采用该技术显著提高了方位对准精度和快速性。     

L2有界不确定性鲁棒最优控制意义下的惯导初始对准

提出了一种L2有界不确定性鲁棒最优控制意义下的初始对准新方法。在初始对准中,以鲁棒最优控制理论为基础,引入辅助反馈控制量,改善了系统的动态特性,使初始对准过程加快。与传统的卡尔曼滤波相比较,水平失准角的估计精度相当,方位失准角的收敛速度大大加快,对准时间由300多秒减小到10 s以内,并且估计精度提高了一个数量级。     

惯导系统在动基座上的对准研究

动基座上惯导系统初始对准,系统信噪比弱,干扰信号强度较大,有用量测信号强度小,对准过程收敛慢。为提高惯导系统在动基座上的对准精度及对准快速性,设计了基于位置信息观测及递推滤波参数估计的对准方案,通过开路粗对准及舒拉调谐闭路估计精对准,实现游移方位惯导系统在动基座上的平台调平、航向确定及陀螺漂移测定,车载试验结果表明,所设计的方案,达到了较好的效果。     

车载导弹光学辅助数学传递对准方法

从发射准备时间和对准精度等方面分析现代战争环境下车载导弹对初始对准的要求,提出利用自准直仪进行光学辅助数学传递对准的方法。给出光学辅助数学传递对准系统搭建方案,推导主、子惯导方位光学传递关系,将光学准直得到的相对方位测量角引入到“角速度+加速度”匹配模式中构成新的量测方程,对主、子惯导安装角进行滤波估计。在实验室条件下对方位光学传递算法的正确性和精度进行了验证,并对光学辅助数学传递对准方法进行了数学仿真分析,仿真结果表明,该方法具有较快的对准速度和较高的对准精度,能够满足现代车载导弹快速高精度初始对准的要求。     

弹载IMU/GPS组合导航系统的动基座对准问题研究

分析了弹载惯性测量装置(IMU)与全球定位系统(GPS)的系统误差源,建立了对应的系统误差模型;利用卡尔曼滤波技术,设计了IMU/GPS组合导航系统的动基座对准算法。计算机仿真结果表明,在初始误差较大、弹体高速旋转的条件下,经过360 s的动基座对准,三个姿态角误差可降至10″以下,同时位置和速度误差得到修正,验证了该算法的有效性。     

一种AUV捷联惯导系统动基座快速初始对准方法

针对AUV的特点,介绍一种采用捷联惯导系统进行导航的AUV动基座快速对准方法。通过模型建立与公式推导提出用两个水平失准角的稳态值估计方位失准角稳态值的方法,计算机仿真结果证明,在保证一定精度的前提下,可加快初始对准的速度。