基于欧拉平台误差角的SINS非线性误差模型研究 被引量：22

1

作者 严恭敏 严卫生 徐德民 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期511-516,共6页

捷联惯导系统(SINS)误差模型是研究SINS误差传播特性和进行多导航系统间信息融合的基础。文章利用欧拉平台误差角表示理论导航坐标系与计算导航坐标系之间的失准角,推导了SINS非线性误差模型,在大方位失准角误差和小失准角误差条件下做... 捷联惯导系统(SINS)误差模型是研究SINS误差传播特性和进行多导航系统间信息融合的基础。文章利用欧拉平台误差角表示理论导航坐标系与计算导航坐标系之间的失准角,推导了SINS非线性误差模型,在大方位失准角误差和小失准角误差条件下做了简化研究。提出了基于外界阻尼信息的阻尼SINS算法及其误差模型,有利于减小计算量和降低误差分析的复杂性。最后,对大欧拉平台误差角下SINS误差模型进行了准确性检验,仿真结果表明误差模型能完美地反映SINS误差特性。 展开更多

关键词 惯性导航系统 计算机仿真 捷联惯导系统 欧拉平台误差角 非线性误差模型

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H^∞鲁棒滤波在惯导初始对准中的应用 被引量：7

2

作者 陈兵舫 张育林 杨乐平 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2000年第4期58-62,共5页

本文给出了惯导系统初始对准的非线性模型 ,针对一般非线性滤波线性化所引起的模型误差 ,提出了 H∞ 鲁棒滤波方法 ,并与卡尔曼滤波器、二次滤波等方法进行了比较。仿真结果表明 ,该方法比二次滤波等方法计算量大大减小 ,精度要高 ;对... 本文给出了惯导系统初始对准的非线性模型 ,针对一般非线性滤波线性化所引起的模型误差 ,提出了 H∞ 鲁棒滤波方法 ,并与卡尔曼滤波器、二次滤波等方法进行了比较。仿真结果表明 ,该方法比二次滤波等方法计算量大大减小 ,精度要高 ;对于非线性模型 ,在存在模型误差或噪声不确定情况时 。 展开更多

关键词 惯性导航 初始对准 非线性模型 H^∞鲁棒滤波

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适用于低精度惯导的非线性对准方法研究 被引量：16

3

作者 夏家和 秦永元 赵长山 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1618-1622,共5页

给出了一种适用于低精度惯导的非线性对准模型。用乘性四元数形式定义捷联惯导的姿态误差,推导了捷联惯导的非线性速度误差方程和姿态误差方程。基于速度量测信息,给出了大失准角条件下的非线性对准模型,通过UKF算法估计失准角完成精对... 给出了一种适用于低精度惯导的非线性对准模型。用乘性四元数形式定义捷联惯导的姿态误差,推导了捷联惯导的非线性速度误差方程和姿态误差方程。基于速度量测信息,给出了大失准角条件下的非线性对准模型,通过UKF算法估计失准角完成精对准。仿真结果表明,在陀螺精度为0.1°/h的情况下,在360 s对准时间内达到水平0.03°,方位1.5°的精度(1σ)。即使当方位误差达到90°,非线性模型仍能正常收敛。最后通过转台摇摆试验进一步验证了非线性模型的有效性。 展开更多

关键词 捷联惯导 对准 UKF 非线性误差模型

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摇摆状态下基于非线性误差模型的惯导对准研究 被引量：11

4

作者 夏家和 秦永元 游金川 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期410-415,共6页

摇摆状态下无法使用传统解析方法完成粗对准。为避开摇摆基座的粗对准问题,提出了基于捷联惯导非线性误差模型的直接精对准算法。推导了捷联惯导的非线性速度误差方程和姿态误差方程,基于速度量测信息给出了非线性对准模型,通过UKF算法... 摇摆状态下无法使用传统解析方法完成粗对准。为避开摇摆基座的粗对准问题,提出了基于捷联惯导非线性误差模型的直接精对准算法。推导了捷联惯导的非线性速度误差方程和姿态误差方程,基于速度量测信息给出了非线性对准模型,通过UKF算法估计失准角完成摇摆状态下的精对准。算法可允许初始姿态误差达到40°。通过计算机仿真和摇摆台试验对算法进行了验证分析。在给定试验条件下,在600秒对准时间内达到水平0.02°,方位0.17°的精度。同时计算机仿真结果表明需对惯导速度进行反馈校正来保证模型的工作精度。 展开更多

关键词 摇摆基座 捷联惯导 对准 UKF 非线性误差模型

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超限学习机在磁罗盘非线性误差补偿中的应用 被引量：7

5

作者 刘艳霞 方建军 +1 位作者 张晓娟 孙建 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1921-1927,共7页

针对磁阻式传感器组成的磁罗盘中不容忽视的非线性误差,建立了隐式非线性误差模型,引入机器学习中的超限学习机算法对非线性误差模型进行训练。利用训练好的误差模型对航向角测量误差进行补偿,误差由补偿前的±3°下降到±0... 针对磁阻式传感器组成的磁罗盘中不容忽视的非线性误差,建立了隐式非线性误差模型,引入机器学习中的超限学习机算法对非线性误差模型进行训练。利用训练好的误差模型对航向角测量误差进行补偿,误差由补偿前的±3°下降到±0.2°,均方根误差为0.1°。任意选取的训练集、测试集和重复实验证明超限学习算法具有很好的泛化性和鲁棒性,而且训练速度极快,是传统BP神经网络的上千倍。 展开更多

关键词 超限学习机 神经网络 非线性误差模型 磁罗盘

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静基座速率偏频激光陀螺捷联惯导系统快速高精度初始对准算法 被引量：6

6

作者 张岩 吴文启 +1 位作者 张晓强 曹聚亮 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第12期2706-2710,共5页

针对惯性器件误差对初始对准精度的影响,提出了基于速率偏频激光陀螺捷联惯导系统的快速高精度初始对准算法。首先,研究了初始对准阶段惯性器件的误差特性;然后,建立了激光陀螺标度因数和加速度计零偏的二次非线性误差模型,并对其进行... 针对惯性器件误差对初始对准精度的影响,提出了基于速率偏频激光陀螺捷联惯导系统的快速高精度初始对准算法。首先,研究了初始对准阶段惯性器件的误差特性;然后,建立了激光陀螺标度因数和加速度计零偏的二次非线性误差模型,并对其进行在线估计和补偿;最后,采用卡尔曼滤波方法对激光陀螺零偏残差进行估计,得到系统初始对准姿态矩阵。实验结果表明,该算法可以有效消除激光陀螺标度因数误差、零偏误差和加速度计零偏误差等因素对初始对准精度的影响,初始对准时间为3min时水平姿态角对准精度为2″,偏航角对准精度优于30″,精度和快速性均得到显著提高。 展开更多

关键词 捷联惯导系统 初始对准 标度因数误差 零偏误差 非线性误差模型 卡尔曼滤波

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传递对准非线性误差模型一致性研究 被引量：5

7

作者 黄国荣 魏翔 +2 位作者 郝顺义 卢航 许明琪 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2019年第9期1-8,共8页

针对大失准角情况下的舰载机捷联惯导系统传递对准问题,建立了非线性的经典传递对准和快速传递对准误差模型。从二者对失准角的定义出发,通过理论推导,论证了非线性情况下两种误差模型的一致性关系。采用“速度+姿态”组合匹配算法,对... 针对大失准角情况下的舰载机捷联惯导系统传递对准问题,建立了非线性的经典传递对准和快速传递对准误差模型。从二者对失准角的定义出发,通过理论推导,论证了非线性情况下两种误差模型的一致性关系。采用“速度+姿态”组合匹配算法,对大失准角情况下舰载机捷联惯导系统的传递对准进行了仿真实验。仿真实验中,经典传递对准方法对水平失准角的估计误差均在1′左右,对方位失准角的估计误差均在1′左右;快速传递对准方法对对水平失准角的估计误差均在1′左右,对方位失准角的估计误差均在2′左右。结果表明,两种方法均能对失准角进行有效估计且精度接近,两种误差模型在非线性情况下具有一致性。 展开更多

关键词 捷联惯导系统 传递对准 大失准角 非线性误差模型 一致性

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基于改进四元数阻尼误差模型的SINS初始对准算法 被引量：5

8

作者 赵仁杰 李开龙 +1 位作者 胡柏青 田佳玉 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第11期3330-3337,共8页

针对传统捷联惯导系统(strapdown inertial navigation system,SINS)四元数非线性误差模型存在坐标系不一致的问题,对姿态误差模型和速度误差模型进行改进,将误差矢量统一投影至计算导航坐标系下。此外,引入全球定位系统阻尼信息,在阻尼... 针对传统捷联惯导系统(strapdown inertial navigation system,SINS)四元数非线性误差模型存在坐标系不一致的问题,对姿态误差模型和速度误差模型进行改进,将误差矢量统一投影至计算导航坐标系下。此外,引入全球定位系统阻尼信息,在阻尼SINS解算基础上,结合四元数无迹估计器提出了一种改进四元数阻尼误差模型对准算法,可应用于系泊状态下的SINS初始对准。仿真和车载试验结果表明,在不同的大失准角下,该改进算法相比传统四元数阻尼误差模型对准算法和欧拉角阻尼误差模型对准算法,具有更好的对准精度、收敛速度以及稳定性。 展开更多

关键词 捷联惯导系统 初始对准 四元数 非线性误差模型 阻尼

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基于改进极限学习机的三轴加速度计误差补偿算法 被引量：5

9

作者 刘艳霞 方建军 石岗 《传感器与微系统》 CSCD 2019年第7期138-141,共4页

针对三轴加速度计存在的测量误差,建立了隐式非线性误差模型,并提出一种自主反向调优的极限学习机(RT-ELM)对误差模型进行训练。实验结果表明:三轴补偿后误差基本控制在±0. 07 m/s^2范围内,均方根误差小于0. 004 m/s^2,误差比补偿... 针对三轴加速度计存在的测量误差,建立了隐式非线性误差模型,并提出一种自主反向调优的极限学习机(RT-ELM)对误差模型进行训练。实验结果表明:三轴补偿后误差基本控制在±0. 07 m/s^2范围内,均方根误差小于0. 004 m/s^2,误差比补偿前减小超过100倍,补偿精度是固定型极限学习机ELM的7倍左右。任意选取训练集和测试集补偿效果基本一致,证明超限学习算法具有很好的泛化能力和鲁棒性,而且几千个样本点的训练时间仅0. 06 s左右,其速度是传统反向传播(BP)神经网络的上千倍,适用于对实时性要求较高的误差补偿和控制系统等领域。 展开更多

关键词 极限学习机 神经网络 非线性误差模型 加速度计

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真航向测量系统初始对准中的UKF应用研究 被引量：3

10

作者 徐金华 许江宁 +1 位作者 张晓锋 朱涛 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期205-209,共5页

研究了"真航向测量系统"(简称TNDS True North Determination System),TNDS组合中等精度的INS和MS860型GPS系统,应用UKF(Unscented Kalman Filter)最优估计滤波算法,实现的高精度快速初始对准。论文重点推导了TNDS初始对准的... 研究了"真航向测量系统"(简称TNDS True North Determination System),TNDS组合中等精度的INS和MS860型GPS系统,应用UKF(Unscented Kalman Filter)最优估计滤波算法,实现的高精度快速初始对准。论文重点推导了TNDS初始对准的非线性误差模型,并实现了TNDS中基于该模型的UKF滤波,TNDS系统的UKF组合初始对准算法最后进行系统试验测试。试验数据表明:采用了UKF滤波后,TNDS的航向初始对准中,航向失准角为25°时,达到同样的对准精度0.1°,INS自对准时间由原来的2879s缩短为179s;纵横摇的失准角对准到同样的精度内,时间相应的减小了一个量级;同时TNDS速度的发散也得到了抑制。 展开更多

关键词 GPS 惯性导航系统 组合导航系统 初始对准 非线性误差模型 UKF滤波

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SINS大失准角传递对准模型的可观测性分析 被引量：3

11

作者 高亢 陈希军 +1 位作者 任顺清 李巍 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期6-11,共6页

捷联惯导系统(SINS)是在军事、航空等领域有着广泛应用的全自主导航系统,传递对准是确定其导航初值的一项关键技术.针对捷联惯导系统大失准角传递对准模型进行了可观测性分析研究.首先,建立了SINS欧拉角误差模型,并根据水平失准角为小... 捷联惯导系统(SINS)是在军事、航空等领域有着广泛应用的全自主导航系统,传递对准是确定其导航初值的一项关键技术.针对捷联惯导系统大失准角传递对准模型进行了可观测性分析研究.首先,建立了SINS欧拉角误差模型,并根据水平失准角为小角度的工程实际情况等对误差模型进行了简化;然后,从非线性系统的可观测性分析出发,利用微分几何理论给出系统的可观测矩阵,并给出了系统可观测度定义以及通过奇异值分解分析状态变量可观测度的方法.将该方法应用于SINS大失准角传递对准模型中,对系统进行了"速度"匹配和"速度+姿态"匹配模式下的可观测性和状态可观测度分析;最后,设计了UKF滤波器进行传递对准仿真,仿真结果与可观测分析结论一致,验证了该可观测分析方法的正确性.结果表明,这两种匹配模式下系统均为不完全可观测,并且"速度+姿态"匹配模式下状态变量的可观测度相比"速度"匹配模式下的状态可观测度高. 展开更多

关键词 SINS 传递对准 非线性误差模型 大失准角 可观测性

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自适应抗差CKF在舰载导弹武器初始对准中的应用 被引量：1

12

作者 牟宏伟 韩磊 李昂阳 《自动化技术与应用》 2022年第6期6-9,81,共5页

当捷联惯导系统失准角误差模型为大角度时,需要采用非线性滤波方法。本文研究了基于大方位失准角的初始对准技术。首先,建立SINS/GPS非线性误差模型;针对观测粗差和噪声统计特性不准确对系统的影响,提出并推导了自适应抗差CKF滤波算法;... 当捷联惯导系统失准角误差模型为大角度时,需要采用非线性滤波方法。本文研究了基于大方位失准角的初始对准技术。首先,建立SINS/GPS非线性误差模型;针对观测粗差和噪声统计特性不准确对系统的影响,提出并推导了自适应抗差CKF滤波算法;最后,通过仿真分析和对比试验验证,该算法能增强滤波的稳定性,进而提高估计精度,缩短收敛时间。 展开更多

关键词 大方位失准角 初始对准 非线性误差模型 自适应抗差 容积卡尔曼滤波算法

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一种基于自适应抗差CKF算法的改进初始对准方法 被引量：1

13

作者 李璞 杨涛 牟宏伟 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期103-109,共7页

捷联惯导初始对准过程中存在大方位失准角的情况,需要通过建立非线性误差模型来对误差进行估计,因此对相应初始对准技术进行了研究。通过分析,构建捷联惯性导航系统和全球定位系统的精准非线性误差模型;基于自适应抗差理论对容积卡尔曼... 捷联惯导初始对准过程中存在大方位失准角的情况,需要通过建立非线性误差模型来对误差进行估计,因此对相应初始对准技术进行了研究。通过分析,构建捷联惯性导航系统和全球定位系统的精准非线性误差模型;基于自适应抗差理论对容积卡尔曼滤波(CKF)算法对随机干扰的统计特性以及观测粗差计算模型进行改进;设计相应的仿真评估测试和实物验证方法,试验结果证明提出的方法在初始对准中具有更强的滤波稳定性、更高的滤波估计精度和更短的算法收敛时间。 展开更多

关键词 大方位失准角 初始对准 非线性误差模型 自适应抗差CKF

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自适应抗差CKF在SINS大方位失准角初始对准中的应用

14

作者 牟宏伟 韩磊 李昂阳 《舰船电子工程》 2022年第1期44-47,134,共5页

当捷联惯导系统失准角误差模型为大角度时,需要采用非线性滤波方法。论文研究了基于大方位失准角的初始对准技术。首先,建立了SINS/GPS非线性误差模型;其次,针对观测粗差和噪声统计特性不准确对系统的影响,提出并推导了自适应抗差CKF滤... 当捷联惯导系统失准角误差模型为大角度时,需要采用非线性滤波方法。论文研究了基于大方位失准角的初始对准技术。首先,建立了SINS/GPS非线性误差模型;其次,针对观测粗差和噪声统计特性不准确对系统的影响,提出并推导了自适应抗差CKF滤波算法;最后,通过仿真分析和试验验证,验证了该算法能增强滤波的稳定性,进而提高估计精度,缩短收敛时间。 展开更多

关键词 大方位失准角 初始对准 非线性误差模型 自适应抗差CK

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转台测向测试中的非线性测试现象分析 被引量：1

15

作者 郑建忠 彭晓睿 郝俊 《电子信息对抗技术》 2012年第2期22-26,共5页

在转台刻度盘中心、转台旋转中心、阵列测向理论上的参考中心不重合条件下,通过系统误差建模分析,发现基于转台测向测试过程中的非线性测试现象,并进行了分析与仿真,这对当前阵列测向系统测试的不确定性分析、高精度测向系统研制与测试... 在转台刻度盘中心、转台旋转中心、阵列测向理论上的参考中心不重合条件下,通过系统误差建模分析,发现基于转台测向测试过程中的非线性测试现象,并进行了分析与仿真,这对当前阵列测向系统测试的不确定性分析、高精度测向系统研制与测试、高精度转台研制具有一定意义。 展开更多

关键词 转台 波达方向 非线性测试 误差模型

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最小概率DWO带宽选择及激光陀螺温度误差模型辨识

16

作者 张湘平 祝俊淞 +1 位作者 吴文启 吴美平 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期572-576,共5页

在原有研究的基础上,针对实验数据观测点疏密分布均匀或不均匀的工程实际情况,分别运用全局准则和局部准则,研究最小概率DWO非线性辨识方法中的带宽选择关键问题,提出了校正AIC准则和LCV准则两种不同的带宽选择方法,并将这些方法应用于... 在原有研究的基础上,针对实验数据观测点疏密分布均匀或不均匀的工程实际情况,分别运用全局准则和局部准则,研究最小概率DWO非线性辨识方法中的带宽选择关键问题,提出了校正AIC准则和LCV准则两种不同的带宽选择方法,并将这些方法应用于四频差动激光陀螺的温度误差模型辨识中,比较和验证了这些方法的正确性和适应性。研究结果表明:①对于"分布均匀"的情况,宜采用校正AIC准则;②对于"分布不均匀"的情况,宜采用LCV准则;③形成了自动带宽选择算法。总之,这些方法为解决"带宽选择"问题提供了有效途径,从而进一步提高了最小概率DWO方法的工程应用价值。 展开更多

关键词 非线性辨识 最小概率 直接加权优化 带宽选择 激光陀螺 温度误差模型

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函数型神经网络在捷联陀螺非线性估计中的应用

17

作者 陈熙源 程启明 《盐城工学院学报》 CAS 2000年第1期8-10,52,共4页

针对神经网络的强自学习性、自适应能力及非线性变换特性,结合陀螺静态漂移误差模型,采用函数型神经网络对捷联陀螺静态漂移误差系数进行了非线性估计,解决了捷联陀螺重复启动时的静态漂移误差系数的在线动态标定问题。

关键词 函数型神经网络 捷联陀螺 非线性估计 应用 静态漂移误差模型 惯性导航系统

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基于混频器的非线性矢量网络分析仪双端口校准方法 被引量：21

18

作者 林茂六 张亦弛 +1 位作者 张喆 徐清华 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2386-2393,共8页

基于混频器的非线性网络分析仪(NVNA)是一种新型的非线性网络测量平台。介绍了该平台的结构、原理、误差模型和经典校准流程。结合NVNA的时不变测量特性,提出了2种新的双端口校准方案——Absent Thru和Blind Thru,并给出了具体的校准流... 基于混频器的非线性网络分析仪(NVNA)是一种新型的非线性网络测量平台。介绍了该平台的结构、原理、误差模型和经典校准流程。结合NVNA的时不变测量特性,提出了2种新的双端口校准方案——Absent Thru和Blind Thru,并给出了具体的校准流程。在新研制的NVNA原型样机上的实验表明,新方案与经典Unknown Thru方法的校准结果相一致。新方案丰富了双端口NVNA校准手段,为NVNA的误差模型合理性以及校准结果准确性提供了有效的检验手段。 展开更多

关键词 非线性矢量网络分析仪(NVNA) 校准 谐波相位参考 UNKNOWN Thru ABSENT Thru BLIND Thru 8项误差模型

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鄂西山区日本落叶松林相容性单株生物量模型研究 被引量：17

19

作者 孙拥康 汤景明 臧颢 《西部林业科学》 CAS 北大核心 2019年第5期125-130,共6页

在收集的36块标准地资料和建立的单株生物量模型基础上,基于非线性度量误差模型方法,对鄂西山区日本落叶松林相容性单株生物量模型进行研究。结果表明,鄂西山区日本落叶松单株生物量平均分配规律呈树干生物量>树根生物量>树冠生物... 在收集的36块标准地资料和建立的单株生物量模型基础上,基于非线性度量误差模型方法,对鄂西山区日本落叶松林相容性单株生物量模型进行研究。结果表明,鄂西山区日本落叶松单株生物量平均分配规律呈树干生物量>树根生物量>树冠生物量;所构建的日本落叶松相容性单株生物量模型,确定系数和预估精度均在0.90以上,模型拟合效果较好,预估精度较高,较好地解决了传统模型不相容问题;各组分生物量占总生物量的比例随直径的增大呈不同变化特点,客观反映了林木生物量随直径生长的变化规律。 展开更多

关键词 鄂西山区 日本落叶松 非线性度量误差模型 相容性单株生物量模型

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基于协方差矩阵的VNA/NVNA/LSNA测量不确定度传播规律与分析方法研究 被引量：10

20

作者 张亦弛 齐晓辉 林茂六 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2495-2502,共8页

为了对微波元器件和无线系统的前端进行表征,矢量网络分析仪(vector network analyzer,VNA)、非线性矢量网络分析仪(nonlinear vector network analyzer,NVNA)和大信号网络分析仪(large siginal network analyzer,LSNA)是最为常用的频... 为了对微波元器件和无线系统的前端进行表征,矢量网络分析仪(vector network analyzer,VNA)、非线性矢量网络分析仪(nonlinear vector network analyzer,NVNA)和大信号网络分析仪(large siginal network analyzer,LSNA)是最为常用的频域测量平台,对其测量结果的不确定度分析是仪器与计量领域中当前研究的热点之一。根据这3种仪器的测量原理和校准理论,首次归纳出了此类频域测量平台的不确定度传播规律,并针对"多频点、多变量、复量值"测量条件下变量间的高度相关性,提出了一种通用的基于协方差矩阵的不确定度分析方法及流程。在国产VNA产品和自主构建的NVNA原型样机上对脉冲信号的测量实验表明,该方法与忽略互相关信息的不确定度分析结果存在显著差异,其有效性和准确性可以通过Monte Carlo仿真得到验证。 展开更多

关键词 协方差矩阵 不确定度 矢量网络分析仪 非线性矢量网络分析仪 大信号网络分析仪 校准 误差模型 互相关

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