捷联式惯性导航系统初始对准扰动补偿控制算法

提出了一种捷联惯性导航系统初始对准扰动补偿二级控制器的设计方法。选取载体的飞行姿态、速度与位置增量建立了扰动补偿控制的状态空间数学模型,基于Backstepping控制方法,通过引入虚拟反馈控制变量设计了非线性控制器,保证大初始扰动条件下系统状态稳定收敛到系统的平衡点集。在平衡点集,设计了H2最优状态反馈控制律,以保证系统状态在平衡点集的渐进收敛。仿真和系统试验结果表明,这种二级补偿控制方法能有效抑制初始对准扰动误差,导航解算精度能够满足工程实际需要。     

空空导弹捷联惯导系统总体设计与仿真研究

探讨了空空导弹捷联惯导系统的总体设计技术,指出了系统设计时应考虑的几个主要问题,从总体设计的角度对捷联惯导系统的性能仿真环境和算法进行了分析和研究,并建立了系统仿真的模型框图,在此基础上进行了系统仿真和算法优化.     

SINS/伪卫星组合导航系统

GPS能够提供全天候的实时高精度定位，但有时GPS系统不能工作，伪卫星的引入可以解决这一问题。文中研究了伪卫星导航原理，分析了伪卫星导航系统存在的问题以及解决方法。研究了SINS／伪卫星组合导航系统，给出了组合导航方案、误差方程和卡尔曼滤波算法，并进行了仿真研究。仿真结果表明．SINS／伪卫星组合导航系统可以有效抑制惯导系统的误差发散。伪卫星在GPS不可用时提供了另一种可行的区域导航定位方案。     

基于ARM的GPS/SINS组合导航系统设计

采用ARM920T内核的S3C2410X处理器为电路核心,融入GPS/SINS组合导航系统算法,并通过实验数据对比,进一步说明以ARM为核心的组合导航系统实现了系统的基本功能,可满足组合导航系统小型化、高精度和实时性的要求。     

基于FPGA/DSP的捷联惯导系统设计

介绍了一种基于FPGA/DSP的捷联惯导系统的软硬件设计;详细提供了系统的硬件架构(包括系统框图、基于CPLD的六通道V/F采集电路、DSP芯片自举系统的基本连接框图)、各模块的设计方案和软件流程图,选用了四元素和旋转矢量相结合的方法解算姿态矩阵,并且在计算旋转矢量的同时计算加速度,进一步提高了导航系统的精度;系统导航试验结果表明,该系统精度高,动态特性好,可靠性高。     

复杂城市环境下的全球导航卫星系统/捷联惯性导航系统组合导航算法

针对复杂城市环境下,全球导航卫星系统(GNSS)信号出现频繁短暂失锁或拒止时,对GNSS/捷联惯性导航系统(SINS)组合导航系统的导航精度和鲁棒性影响较大问题,该文提出一种改进的因子图滤波方法。首先使用GNSS接收机内部参数构建信号误差鉴别函数,能实时估计出信号受多径干扰、遮挡等情况下的信号测量性能;同时利用载体运动约束条件构造零速修正因子,对GNSS拒止情况下的系统状态进行更新,避免系统导航性能极速下降。实验结果表明,改进的因子图方法相比经典因子图方法,在城市复杂环境下能提高定位精度63.50%和测速精度42.26%,同时也具有更低的存储量和计算复杂度,特别适用于城市车辆辅助驾驶导航设备中,对导航精度、硬件资源和实时性约束强的场景。     

速率偏频激光捷联惯导系统的误差标定

根据惯导平台转动的工作特性,采用卡尔曼滤波的方法,可实现对速率偏频系统误差参数的估计.在静基座条件下,该误差标定通过建立新系统误差方程和滤波方程的及标定过程的仿真两步实现系统的各误差项的标定.仿真表明,估计效果能满足误差标定要求.     

光纤陀螺捷联惯导系统艇上系泊状态自标定方法

从实际工程使用角度出发,提出了一种在系泊状态下的系统级自标定方案,避免了惯导系统在艇上的反复拆装。提出的系统级标定方法设计了15位置转位方案,可以通过Kalman滤波对陀螺仪和加速度计的零次项误差,标度因数误差,安装误差进行精确估计,除了对以上误差参数的估计外,对影响导航精度的内杆臂参数和加速度计正负通道非对称误差也可以进行估计。并根据系泊状态的特殊晃动环境,设计了零相位延迟的低通滤波器从惯导系统的速度解算中得到速度误差,保证了惯导系统在不依赖外界输入条件下完成自标定任务。仿真及实验结果表明,该方法能在系泊状态下准确估计出全部误差变量,且与静基座标定结果相符,具有实际应用价值。     

基于SINS/RTK的动平台起降无人机导航系统研制

针对无人机在动平台起降时对导航系统提出的导航精度高,解算无人机与动平台降落点的相对定位精度高,体积小及质量小等要求,该文基于捷联惯性导航（SINS）、北斗动动载波相位差分（RTK）技术及采用卡尔曼滤波多源导航信息融合技术,研制了动平台起降无人机导航系统。试验结果表明,系统地理系导航精度：航向≤02°（1σ(σ为方差））,姿态≤0.15°（1σ）,水平定位≤0.4 m（1σ）, 高度≤0.8 m（1σ）;动态下导航系统与移动基准站相对精度：水平定位≤0.05 m（1σ）,高度≤0.1 m（1σ）。飞行试验表明,导航系统满足无人机在动平台起降对导航精度的要求。     

Lever Arm Compensation of Autonomous Underwater Vehicle for Fast Transfer Alignment

Transfer alignment is used to initialize SINS (Strapdown Inertial Navigation System) in motion. Lever-arm effect compensation is studied existing in an AUV (Autonomous Underwater Vehicle) before launched from the mother ship. The AUV is equipped with SINS, Doppler Velocity Log, depth sensor and other navigation sensors. The lever arm will cause large error on the transfer alignment between master inertial navigation system and slave inertial navigation system, especially in big ship situations. This paper presents a novel method that can effectively estimate and compensate the flexural lever arm between the main inertial navigation system mounted on the mother ship and the slave inertial navigation system equipped on the AUV. The nonlinear measurement equation of angular rate is derived based on three successive rotations of the body frame of the master inertial navigation system. Nonlinear filter is utilized as the nonlinear estimator for its capability of non-linear approximation. Observability analysis was conducted on the SINS state vector based on singular value decomposition method. State equation of SINS was adopted as the system state equation. Simulation experiments were conducted and results showed that the proposed method can estimate the flexural lever arm more accurately, the precision of transfer alignment was improved and alignment time was shortened accordingly.