惯导平台加速度计安装误差自标定方法研究

加速度计安装误差直接影响惯导平台的制导精度,而射前自标定可以有效降低其影响.首先由加速度计坐标系定义平台坐标系,只需三个误差角完全表示该误差;然后优选三个特殊位置进行标定;最后给出了采用零力矩法估计它们的公式和算法.算法仿真和标定精度分析结果表明本方法是有效的.     

靶道空间三点法标定与误差分析

为了避免现有激光准直标定系统在激光光斑对准过程中的困难,简化标定系统组成,提高标定效率和标定精度,增强标定系统的场地适应性。利用空间内任意不共线的三点分别在标定坐标系和靶道坐标系下的坐标构造过渡坐标系,得到标定坐标系到靶道坐标系的转换关系。研究标定坐标系下标定点的位置偏差以及靶道坐标系下对应点的测量误差对最终待测点测量误差自协方差的影响,通过雅克比矩阵得到相应的误差模型,导出坐标测量误差均值和方差的表达式。依据向量范数和矩阵范数之间的关系以及Cauchy-Schwarz不等式研究测量误差均值与方差的增益系数的理论上限。通过实弹击发实验,考察三点标定方法的实践效果。研究结果表明：最终测量误差均值向量的模长等于被测点在标定坐标系下均值向量的模长;确定标定坐标系到靶道坐标系转换关系的任意不共线三点之间距离及其包围的面积越大,则测量误差的自协方差增益系数越小;将过渡坐标系原点靠近预计弹道线有利于减小测量误差的自协方差增益系数;取决于测量方法及其误差形式,随着标定坐标系原点远离靶道坐标系原点,与靶道坐标系中三点坐标测量误差相关的被测点测量误差自协方差增益有所不同;基于三点标定方法,使用常见的通用仪器、设备就可以完成标定过程,且经过三点法标定的靶道测量数据质量较高。     

无人地面平台多传感器的联合外标定方法

针对现有的传感器标定方法的不足,提出一种采用3D标定物的无人地面平台多传感器联合外标定方法。在参考和借鉴国内外学者的智能移动机器人传感器标定研究成果的基础上,建立了无人地面平台和多传感器坐标系;并从3D标定物、多层激光测距仪的外标定、多层激光测距仪和CCD摄像机的联合外标定、坐标系之间的齐次变换和L-M非线性最优算法等几个方面论述多传感器的外标定方法和步骤;对标定结果进行了验证和误差分析。现该方法已经成功应用于中型无人地面平台项目。应用结果表明:该方法能修正各传感器的安装位姿误差,保证标定后的各传感器的测量精度和目标(障碍物)在平台坐标系的一致性。     

空间飞行器加速度计在轨标定方法

针对空间飞行器在轨段未采用SINS/GPS组合导航方案的情况,提出一种采用“零加速度”方法对加速度计进行标定的方案。利用空间飞行器在轨运行的微重力环境,通过对加速度计测量值的分析和统计,对加速度计零偏误差进行估计。该标定方法简单,计算量小,且不需要其他辅助设备,完全自主标定,更适合于工程应用。     

加速度计的多位置标定精度分析与比较

在阐述加速度计组件的多位置标定方法原理的基础上,对转台误差进行了分析和建模,推导了误差的传播途径,理论分析了转台误差对多位置标定精度的影响。分析结果表明:转台外框的非正交误差主要对12位置和24位置标定精度产生影响,不水平误差主要对6位置标定精度产生影响,中框的非正交误差及转台坐标系与标定坐标系不重合误差对每种多位置标定方法的精度都存在影响,影响量级为误差量级大小。最后通过仿真验证了结论。     

基于外部坐标测量的六自由度并联机构标定方法

针对六自由度并联机构校准精度问题,提出了一种基于外部坐标测量的标定方法。利 用通用测量设备测量并联机构的位姿信息,构造一个统一度量的残差方程,其构造方式保证了所有 几何参数的可辨识性,从而不再需要设计和加工专门用于标定的各种辅助机构和冗余传感器。在 此基础上,通过对冗余方程组的优化求解,可以得到并联机构各参数的估计值,并用它们替代理想 参数进行反解运算,实现误差补偿。仿真表明,此方法能够抑制测量噪声的影响,发挥并联机构不 存在误差累积的特性,标定后并联机构校准精度能够达到测量噪声的量级。最后将此方法应用于 实际设备的标定,经过误差补偿后其精度提高了5 倍以上。     

基于椭球拟合的弹载MIMU现场快速标定技术

为解决微惯性测量单元(micro inertial measurement unit,MIMU)中惯性器件的零位输出和灵敏度随时间推移而变化的问题,提出了一种基于椭球拟合的现场快速标定方法。通过建立椭球约束模型、设计现场标定方案、求解二次曲面方程得到了MIMU中加速度计零位、灵敏度等待标定参数;对比实验验证了该标定方法的准确性和有效性,试验结果表明该标定方法可在没有精密标定设备的环境下(如靶场)进行现场标定,其标定精度与转台标定结果精度相当,具有一定的工程应用价值。     

捷联惯性测量装置在整弹上的标定方法研究

结合实际背景，提出了一种类似传递对准的方法，对整弹中的捷联惯测装置进行标定。建立了惯性器件的误差模型，给出了标定路径和数据处理的全过程，并进行了较为详细的仿真研究，分析了影响估计精度的多种因素。该方法所需设备简单，适用于外场条件下对库存多年的捷联惯测装置进行重新标定。     

捷联光电设备瞄准线校准技术

针对传统光电设备误差较大的问题,基于捷联式光电设备,提出了地面静基座校准和空中动态校准2种标定方法。地面静基座校准法根据特定位置靶标的观测数据及空间变换关系,推导了广角光电系统的等效测量关系;空中动态校准法利用主子惯导传递对准后的姿态阵推导。仿真结果证明:地面静基座标定方法精度高于空中动态校准方法,而空中动态校准则计算简单,校准方便。这2种标定方法都适用于平台式光电设备,可改善其简单标定精度的不足。     

GP－931判读仪误差分析及设备精度的标定

从理论上分析了影响GP－931判读仪的精度的几个误差因素，详细叙述了设备精度标定的目的、要求、方法和频度。为设备管理、使用和操作人员提供了设备维护的依据和调整方法。     

精确计算飞行目标速度的几种方法

概述了无测速因素的设备对飞行目标跟踪测量时，用位置数据计算速度参数的３种方法，着重讨论了影响速度估值精度的几个主要因素；通过用弹道仿真测量数据对每种方法的实际运算，给出了不同测量误差条件下每种方法的估值精度，从而为精确测定飞行目标运动参数提供了实践依据。     

捷联惯性测量组合的不指北标定方法研究

提出了一种捷联惯性测量组合无须北向基准的标定方法，利用加速度计实现了精确的寻北，并完成了惯性测量组合的全参数标定。该方法且具有较高的标定精度，避免了繁琐的寻北操作，简化了惯性测量组合的标定程序，提高了标定效率。     

基于频谱细化的干扰磁场自主标定方法

针对基于磁传感器的二维弹道修正引信滚转角测量中翼面干扰磁场影响测量精度问题,提出了基于频谱细化的干扰磁场自主标定方法。该方法通过频谱细化以及相关特征值计算得到磁传感器信号中干扰磁场信号的幅值、相位信息,再根据翼面与弹丸之间的相对转速测量结果,重构翼面干扰磁场信号,然后将磁传感器的输出信号中减去该重构信号,比较精确地得到地磁场在磁传感器中的分量,实现了干扰磁场的标定。仿真结果表明,该方法能够较好地消除翼面干扰磁场对地磁信号的影响,从而提高引信滚转角解算精度,使其满足二维弹道修正引信滚转角测量要求。     

磁力计/卫星组合测量标定和滤波算法

针对磁力计/卫星定位系统组合测量载体姿态角的现实问题,根据影响测量精度不同因素的特性,研究提高测量精度的方法。采用最小二阶乘算法对磁力计进行标定消除系统误差;采用离散卡尔曼滤波算法消除测量误差带来的影响。试验结果表明：对于标定之后的磁力计,采用本文中所述的滤波算法使得测量绝对平均误差从2.366 1%减小到0.592 6%,证明该方法是有效的。     

基于虚拟立方镜的航天器总装精度测量新方法

为解决使用常规基于真实立方镜的航天器总装精度测量方法无法测得设备在航天器坐标系下安装角度的问题,提出一种基于虚拟立方镜的航天器总装精度测量新方法.利用2个毫无关系的矢量成功构建一个虚拟的立方镜,再以其为传递基准来测量计算出被测设备在航天器坐标系下的安装角度,并进行实例仿真.结果表明:该方法已经过验证,并得到各方一致认可,可应用到后续型号的总装精度测量工作中.     

导航设备对作战系统跟踪精度影响分析

针对舰艇平台导航信息影响导航设备精度的问题,对其影响作战系统跟踪数度的因素进行分析。分别通 过卫星导航组合设备输出时间、定位误差和姿态精度对作战系统雷达、红外警戒探测设备跟踪精度的影响进行分析, 对导航设备对作战系统跟踪能力的影响进行探讨,并通过惯性导航设备的艏向角数据进行测量及验证。分析结果表 明,该研究可为警戒探测设备跟踪精度超差问题原因提供参考。     

基于遗传算法的矢量磁测量非对准误差校正

针对矢量磁测量系统中存在非对准误差影响矢量磁场的测量精度,而传统校正方法不能对其进行有效校正的问题,提出基于遗传算法(GA)的矢量磁测量非对准误差校正方法。该方法以空间磁场的投影矢量为基准,通过三步坐标旋转的方式实现磁力仪和姿态仪坐标系对准,并利用遗传算法估算其中的坐标系旋转角度,最终实现非对准误差校正。仿真计算和实验结果表明,该方法可以准确估算出非对准角,经非对准误差校正后,仿真数据和实测数据各分量的均方根误差改善效果分别在94%和92%以上。     

惯性测量组合射前动态标定误差分析

论述了为延长惯性测量组合的稳定期以及提高短程导弹的命中精度，在导弹临发射前对惯性测量组合影响射击精度大的不稳定参数进行自标定的技术。讨论了在导弹起竖过程中利用加速度计信息标定陀螺不稳定参数的方法。不仅从理论上探讨了射前动态标定方法，而且对射前动态标定存在的主要误差项进行了定量分析，并指出了影响射前动态标定的主要问题。根据对实验结果分析，提出了解决动态标定的关键性问题的方法。     

GPS外测弹道参数的精度估算方法

结合发射坐标系下GPS外测弹道参数的解算过程和方法，给出了使用GPS测量数据解算弹道参数的精度估算方法。     

大尺寸箭弹质量特性测量过程中位姿标定方法研究

为提高大尺寸箭弹质量特性的测量精度,对产品测量位姿的标定方法进行了研究。建立测量设备运动学模型,在模型基础上分析了测量位姿误差对测量结果的影响。阐述了基于运动学原理的标定方法和标定步骤,并对标定模型中参数进行分析和分类,将神经网络与运动学相结合进行位姿的标定。实验结果表明,采用运动学方法标定位姿后将质心测量误差减小到原来的10%,转动惯量和惯性积测量误差减小到原来的90%和23%;而采用神经网络与运动学相结合的方法标定位姿后,质心测量误差减小为原来的7%,转动惯量和惯性积测量误差减小为原来的45%和15%.