基于机载捷联惯导计算导弹初始姿态的算法

随着惯导技术的发展,机载主惯导逐渐用捷联惯导替代平台式惯导,由此带来了火控系统计算导弹姿态算法的变化。本文研究了惯性导航系统算法,总结出基于机载捷联主惯导的导弹姿态算法。通过仿真验证,该算法计算精度满足要求,可以用于空空导弹导航系统初始化。     

空空导弹捷联惯导系统极区导航算法设计

随着极区经济利益和战略意义日益凸显,空空导弹在极区作战的需求逐渐清晰。分析了捷联惯导系统指北导航算法极区工作时存在的计算溢出问题,提出了一种适应于空空导弹捷联惯导系统的基于惯性凝固格网坐标系的导航算法和传递对准算法,并设计了载机火控系统极区导航算法。数学仿真结果表明,经过载机的摇翼机动,该算法能使空空导弹捷联惯导系统的对准误差快速降低到4’以下,可以实现极区导航。     

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。     

空空导弹惯导系统对准的原理与方法

叙述了空空导弹惯导系统的对准原理与方法，包括粗对准和精对准两个阶段。在精对准中叙述了传递地准卡尔曼滤波器设计的准则，包括对测量模型，对准时间和准确度的要求，机翼变形的影响，惯性仪表的误差及预滤波等因素的说明，并介绍了空空导弹惯导系统对准卡尔曼滤波器的算法及对准的步骤。     

传递对准中主惯导数据延时的LCKF算法研究

瞄准吊舱进行传递对准时,主惯导数据到达吊舱惯导系统存在延时,影响滤波收敛速度和估计精度。文中提出了一种基于延时卡尔曼滤波的主惯导数据延时补偿算法(LCKF算法),将时间基准统一到主惯导数据时刻进行卡尔曼滤波,修正子惯导姿态信息,再利用子惯导的实时IMU数据进行捷联更新,获得子惯导当前时刻的姿态信息。基于比力积分匹配传递对准,对LCKF算法进行仿真,结果表明该方法明显提高了传递对准收敛速度和估计精度。     

里程计辅助的 SINS 行进间对准方法

为实现车载捷联惯导系统在行驶条件下的初始对准,提高车载武器系统的机动能力,提出一种里程计辅 助的捷联惯导系统行进间自主式对准方法。通过推导载体坐标系下的速度积分方程,利用姿态矩阵的链式法则,将 惯导初始对准转化为初始姿态的最优确定问题,进而采用 QUEST 算法求取初始姿态矩阵,并给出了算法的离散化递 推模型,实现了导航前一刻的行进间自主对准。仿真结果表明：该算法在无需任何先验姿态信息的条件下,能实现 捷联惯导系统的行进间快速高精度对准。     

捷联惯导圆锥误差补偿算法

捷联惯导系统姿态更新算法是捷联惯导算法的核心。姿态计算中的圆锥效应是姿态误差的重要影响因素,等效旋转矢量算法是解决圆锥误差的有效方法。在分析等效旋转矢量算法原理的基础上,总结了各种多子样等效旋转矢量算法,并通过仿真对比分析了各补偿方法的性能。     

平台惯导系统姿态分辨率对传递对准的影响及改进

采用“速度＋姿态”匹配方案的传递对准精度受到主惯导系统姿态输出分辨率的影响。对于国产某型平台式机载惯导系统．其姿态信息通过同位器输出,同位器的分辨率精度不能满足传递对准的使用要求。文中针对此问题．提出了一种利用捷联惯导信息提高平台惯导姿态输出精度的方法,进行了仿真研究和试飞验证,提高了对准的精度．达到了预期目标。该方法无需改动硬件线路,通过软件补偿算法即可实现。     

基于SINS/GPS组合导航的新技术研究

随着GPS姿态测量技术的发展，提出将捷联惯导系统和GPS输出的飞行器姿态信息也可以作为组合导航系统的测量值参与滤波算法。以Kalman滤波为基础，将两个导航子系统测得的飞行器位置、速度和姿态信息进行数据融合，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导航参数。详细推导了这种组合导航方式的测量方程，并将该组合导航技术应用于某飞行器进行仿真。通过对仿真结果的分析证实了该方案的可行性和算法的有效性，具有实际应用价值。     

两轴地磁信号修正的陀螺姿态算法

目前捷联式惯导系统是惯性技术的发展方向,姿态算法是捷联惯导系统算法中的一个重要组成部分,其精度直接影响弹体姿态控制能力,为此文中提出了一种采用三轴MEMS陀螺进行姿态探测,并用两轴地磁信号解算出的滚转角修正陀螺累计误差的方案,仿真分析了地磁陀螺信号组合测姿算法。结果表明:该方案相对于单纯陀螺信号解算姿态角精度高,可用于改善测姿结果。     

空空导弹惯导系统传递对准中飞机惯导系统参数的应用

讨论了空空导弹捷联惯导系统传递对准中主惯导系统导航参数的应用问题,讨论了在火控系统中建立惯性系的原理和计算方法,指出采用惯性基准系在窗帘导弹传递对准中的优缺点。     

捷联惯导系统中四元素法求解姿态角仿真模拟

在捷联惯导系统中,姿态矩阵的四元素微分方程求解一般采用四阶龙格-库塔法,从运算精度与速度上考虑,提出了另一种有效的四阶泰勒展开法。并在典型圆锥运动环境下,对两种算法进行了姿态角误差仿真。通过仿真分析,四阶泰勒展开法的计算精度比四阶龙格-库塔法高出1~2个数量级,为改进捷联惯导系统姿态算法提供了理论参考依据。     

视线角辅助捷联惯导组合导航系统研究

被动雷达导引头在飞行过程中接收地面路标或已知目标的信号,可测得视线高低角、方位角,这两个角度信息具有辅助惯导的潜力.文中采用卡尔曼滤波算法,建立了雷达导引头视线高低角和方位角辅助惯导的模型.仿真结果表明,利用该视线信息可辅助捷联惯性导航系统(SINS),构建被动雷达导引头/捷联惯导系统,可以提高惯导的姿态精度,并对位置、速度有一定的抑制作用.     

一种新型导航系统在空空导弹上的应用

空空导弹具有重量轻、体积小,工作时间短等显著特点,传统的弹载导航系统主要是捷联惯性导航系统,它包括陀螺和加速度计,将一种新型导航系统——无陀螺捷联惯导/GPS组合导航系统应用到空空导弹领域;无陀螺捷联惯导系统(GFSINS)中只包含有加速度计,基于一种九加速度计配置方式,推导了GFSINS系统方程,并给出了导航系下GFSINS/GPS组合导航系统的卡尔曼滤波方程;仿真结果表明:GFSINS/GPS组合导航系统应用到空空导弹领域具有可行性。     

空空导弹捷联惯导系统传递对准精度评估方案设计

提出了一种实用的动机座对准精度评估方案,可用于评估空空导弹捷联惯导的对准精度。该方案采用速度匹配法,通过比较导弹子惯导系统与所选基准系统(主惯导系统或DGPS系统)的速度差,评估出导弹相对于基准系统的失准角。该方案已用于空中对准导航飞行试验的对准精度评估,结果表明方案可行、实用。     

低精度捷联惯性航姿系统姿态算法研究

针对纯惯导情况下的航姿系统,采用了一种模糊判别算法,实时判断系统的运动状态,根据系统的运动状态自适应调整卡尔曼滤波器的量测噪声方差阵,进而通过卡尔曼滤波算法估计姿态角误差。试验结果表明,该方法有效提高了系统的姿态精度。     

基于SINS/GPS组合导航的新技术研究

随着GPS姿态测量技术的发展,提出将捷联惯导系统和GPS输出的飞行器姿态信息也可以作为组合导航系统的测量值参与滤波算法.以Kalman滤波为基础,将两个导航子系统测得的飞行器位置、速度和姿态信息进行数据融合,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导航参数.详细推导了这种组合导航方式的测量方程,并将该组合导航技术应用于某飞行器进行仿真.通过对仿真结果的分析证实了该方案的可行性和算法的有效性,具有实际应用价值.     

车载激光捷联惯导系统的快速初始对准方法

在车载激光捷联惯导系统中，初始对准是影响系统输出精度的最重要环节。本文首先建立了捷联惯导系统的误差模型，并对系统的误差模型进行了可观测性分析，然后针对车载激光捷联惯导系统的特点，采用卡尔曼滤波方法，对姿态误差角进行了估计，给出了方差仿真曲线。通过计算机仿真结果的分析，提出了一种快速估计方位失准角中。的方法，从而大大缩短了初始对准时间。仿真结果表明，将该方法应用干车载激光捷联惯导系统初始对准中是有效的。     

双IMU/DGPS组合相对测姿系统同步方法研究

双IMU/DGPS组合相对测姿系统应用于动态载体上两点之间的相对姿态测量,该系统使用DGPS的速度和位置信息分别与主惯导系统和从惯导系统的导航信息进行组合,并解算两惯导系统的相对姿态.针对组合测姿系统对于同步的要求,提出了以惯导系统内石英晶体振荡器作为时间基准的数据同步方法,并进行了半实物仿真试验.试验结果表明,该同步方法可使双惯导系统间的数据同步误差从10ms减至100ns以下.同步精度满足要求,并具有很高的可靠性.     

捷联/捷联惯导传递对准在战术导弹上的应用

针对空空导弹的特点,采用低成本惯性器件实现其动基座对准,文中重点研究了主、子惯导都是捷联式惯导系统的传递对准原理和精度计算方法,建立了传递对准数字模型,进行了仿真研究,给出了具有实际参考价值的结论。