捷联惯导惯性系动基座对准算法研究 被引量：38

1

作者 练军想 汤勇刚 +1 位作者 吴美平 胡小平 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期95-99,共5页

针对船载等晃动基座环境,利用多级低通FIR数字滤波器和过渡的惯性坐标系,实现了惯性系动基座对准。分析表明,对准精度取决于等效的东向陀螺漂移大小以及FIR滤波器组的特性,该方法的对准时间长短取决于FIR滤波器组的阶次,并从原理上解决... 针对船载等晃动基座环境,利用多级低通FIR数字滤波器和过渡的惯性坐标系,实现了惯性系动基座对准。分析表明,对准精度取决于等效的东向陀螺漂移大小以及FIR滤波器组的特性,该方法的对准时间长短取决于FIR滤波器组的阶次,并从原理上解决了大失准角问题。实验结果表明:惯性系对准新方案的对准精度与传统罗经方法精度相当,但新方法收敛更快,而且适用于任意失准角。 展开更多

关键词 捷联惯导 对准 晃动基座 低通滤波

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纬度未知条件下捷联惯导系统晃动基座的初始对准 被引量：26

2

作者 王跃钢 杨家胜 杨波 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2322-2329,共8页

针对纬度未知条件下捷联惯导系统(SINS)晃动基座的初始对准问题,提出晃动基座下的纬度估计算法和初始对准方法。前者通过惯性坐标系下两个不同时刻的重力加速度向量的夹角来求取纬度;后者利用惯性坐标系下的姿态更新来实时地反映载体在... 针对纬度未知条件下捷联惯导系统(SINS)晃动基座的初始对准问题,提出晃动基座下的纬度估计算法和初始对准方法。前者通过惯性坐标系下两个不同时刻的重力加速度向量的夹角来求取纬度;后者利用惯性坐标系下的姿态更新来实时地反映载体在晃动干扰下的姿态变化,结合初始姿态的最优估计实现初始对准。理论分析表明,本文提出的纬度估计算法的误差主要由加速度计误差决定,陀螺误差和晃动干扰对其影响很小。仿真结果表明,本文提出的纬度估计算法和初始对准方法适用于纬度未知条件下晃动基座的初始对准。 展开更多

关键词 导航系统 捷联惯导系统 晃动基座 初始对准 纬度 惯性坐标系

原文传递

捷联惯导初始对准中杆臂效应误差的补偿 被引量：18

3

作者 曹洁 刘光军 +1 位作者 高伟 孙枫 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第3期39-44,共6页

重点介绍了杆臂效应原理和舰载水下潜器传递对准误差模型,针对潜器用捷联式惯性导航系统(SINS),在释放前摇摆基座上进行初始传递对准时,系统中存在的杆臂效应误差问题,提出了直接补偿杆臂干扰加速度和设计低通滤波器的补偿方案。通过计... 重点介绍了杆臂效应原理和舰载水下潜器传递对准误差模型,针对潜器用捷联式惯性导航系统(SINS),在释放前摇摆基座上进行初始传递对准时,系统中存在的杆臂效应误差问题,提出了直接补偿杆臂干扰加速度和设计低通滤波器的补偿方案。通过计算机仿真:验证了方案可以有效的提高传递对准精度,提供高准确性的导航姿态基准。 展开更多

关键词 捷联惯性导航系统 杆臂效应:传递对淮:摇摆基座 初始对准 误差补偿 舰载水下潜器

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基于双矢量定姿的摇摆基座粗对准算法分析与实验 被引量：23

4

作者 赵长山 秦永元 白亮 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期436-440,共5页

通过分析将捷联惯导解析粗对准归纳为双矢量定姿问题。根据定姿算法中参考矢量构造方式的区别将解析粗对准算法分为传统算法和摇摆基座算法。研究了传统算法参考矢量构建过程,指出其不适用于摇摆基座环境。在双矢量定姿框架下推导了基... 通过分析将捷联惯导解析粗对准归纳为双矢量定姿问题。根据定姿算法中参考矢量构造方式的区别将解析粗对准算法分为传统算法和摇摆基座算法。研究了传统算法参考矢量构建过程,指出其不适用于摇摆基座环境。在双矢量定姿框架下推导了基于惯性空间重力积分矢量的摇摆基座算法。并通过摇摆台试验验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 双矢量定姿 摇摆基座 粗对准 捷联惯导 重力积分

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晃动基座行进间对准问题的QUEST算法 被引量：14

5

作者 郭玉胜 付梦印 +2 位作者 邓志红 庄广琛 邓亮 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期182-185,共4页

针对惯导系统晃动基座行进间初始对准问题,提出了一种基于重力矢量的QUEST(Quaternion Estimator)姿态最优估计算法。在传统基于重力矢量的初始对准方法基础上,将方向余弦矩阵的求解过程转换为Wahba问题,实现对重力矢量信息的充分利用,... 针对惯导系统晃动基座行进间初始对准问题,提出了一种基于重力矢量的QUEST(Quaternion Estimator)姿态最优估计算法。在传统基于重力矢量的初始对准方法基础上,将方向余弦矩阵的求解过程转换为Wahba问题,实现对重力矢量信息的充分利用,并通过QUEST算法实现了晃动基座下行进间粗对准的最优算法,改善了原有算法鲁棒性以及实时性等方面的问题。仿真和湖试实验验证表明,更改后的算法能够明显提高惯导系统在动基座下的姿态估计速度和精度,特别在周期性线振动环境下的对准精度能够提高一个数量级。多航次的湖试实验结果表明,改进后的算法能够有效提高航向对准精度,综合导航速度精度能够提高50%左右。 展开更多

关键词 捷联惯导系统 晃动基座 初始对准 重力矢量

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晃动基座下捷联惯导的抗干扰自对准算法 被引量：12

6

作者 王跃钢 杨家胜 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期546-550,共5页

针对捷联惯导(SINS)晃动基座下,SINS难以快速实现自对准的问题,提出SINS的抗干扰自对准算法.该算法通过将初始对准问题转化为Wahba求解问题来消除角运动干扰的影响;利用惯性坐标系重力矢量和晃动干扰加速度的频率特点,通过设计低通滤波... 针对捷联惯导(SINS)晃动基座下,SINS难以快速实现自对准的问题,提出SINS的抗干扰自对准算法.该算法通过将初始对准问题转化为Wahba求解问题来消除角运动干扰的影响;利用惯性坐标系重力矢量和晃动干扰加速度的频率特点,通过设计低通滤波器对比力在惯性坐标下的投影进行滤波来消除线振动干扰的影响.仿真结果表明,该算法不需要进行粗对准,能够在角运动干扰和线振动干扰同时存在的情况下快速实现自对准. 展开更多

关键词 惯导系统 晃动基座 自对准 抗干扰

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捷联惯导系统双矢量定姿方法研究 被引量：8

7

作者 张剑慧 秦永元 龙瑞 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2010年第11期2634-2637,共4页

利用两相交矢量确定运载体姿态矩阵的方法为双矢量定姿;分别对静基座和动基座情况下的捷联惯导系统双矢量定姿问题进行了研究;静基座条件下利用地球自转角速度和重力加速度信息直接解析实现定姿,动基座条件下利用重力加速度信息,构造中... 利用两相交矢量确定运载体姿态矩阵的方法为双矢量定姿;分别对静基座和动基座情况下的捷联惯导系统双矢量定姿问题进行了研究;静基座条件下利用地球自转角速度和重力加速度信息直接解析实现定姿,动基座条件下利用重力加速度信息,构造中间参考矢量通过矩阵传递的方法实现定姿,并对不同环境下的定姿误差进行了分析;仿真实验结果表明,利用重力加速度和地球自转角速度信息完全能够实现运载体的定姿,且定姿精度能够满足进一步采用线性模型进行精定姿的要求。 展开更多

关键词 捷联惯导 双矢量定姿 动基座 重力积分

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基于四元数的捷联惯导惯性系晃动基座自对准算法 被引量：6

8

作者 薛海建 郭晓松 +1 位作者 张东方 周召发 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期419-424,436,共7页

为提高捷联惯导系统在晃动基座下初始对准的快速性和精度,提出了一种基于四元数的捷联惯导惯性系晃动基座自对准算法.该算法利用惯性坐标系下的姿态更新来实时地反映载体在晃动干扰下的姿态变化,通过四元数推导将初始姿态的最优估计转化... 为提高捷联惯导系统在晃动基座下初始对准的快速性和精度,提出了一种基于四元数的捷联惯导惯性系晃动基座自对准算法.该算法利用惯性坐标系下的姿态更新来实时地反映载体在晃动干扰下的姿态变化,通过四元数推导将初始姿态的最优估计转化为Wahba姿态确定问题,以消除角晃动干扰的影响;并根据惯性系下重力矢量和晃动干扰加速度不同频的特点,引入小波阈值消噪以消除线振动干扰的影响,从而提高算法在晃动基座下的对准精度.仿真结果表明,该算法不需要进行粗对准,具有角晃动干扰隔离能力和线振动干扰抑制能力,能够实现晃动基座下的快速、精确自对准. 展开更多

关键词 捷联惯性导航系统 初始对准 四元数 晃动基座 小波阈值消噪

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基于多项式拟合的抗扰动纬度估计和粗对准方法 被引量：5

9

作者 杨鹏翔 梅春波 +1 位作者 刘琴 卢宝峰 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期429-432,共4页

针对纬度未知条件下捷联惯导系统(SINS)扰动基座下初始对准问题,提出了基于惯性系比力积分及多项式拟合的纬度估计与粗对准算法。首先,基于惯性系和姿态阵链式分解,隔离角晃动;其次,通过比力积分,平滑高频线运动干扰和加速度计噪声;最后... 针对纬度未知条件下捷联惯导系统(SINS)扰动基座下初始对准问题,提出了基于惯性系比力积分及多项式拟合的纬度估计与粗对准算法。首先,基于惯性系和姿态阵链式分解,隔离角晃动;其次,通过比力积分,平滑高频线运动干扰和加速度计噪声;最后,对比力积分进行以时间为自变量的三次多项式拟合,进一步抑制线运动干扰,同时根据拟合参数实现纬度估计和粗对准。转台摇摆对准实验结果表明,高精度光纤捷联惯导系统采用该算法可以在1 min内实现纬度估计和粗对准,纬度估计精度优于0.2°(RMS),以静基座对准后姿态保持结果作为摇摆状态姿态参考时,水平姿态角相对偏差小于0.001°(RMS),航向角相对偏差不大于0.07°(RMS),可满足粗对准工程应用的快速性和精度要求。 展开更多

关键词 纬度未知 扰动基座 纬度估计 粗对准

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捷联惯导角速度匹配传递对准方法研究 被引量：3

10

作者 关劲 蔡同英 高伟 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第3期10-13,共4页

潜器用SINS在释放前摇摆基座上进行初始传递对准时,主惯导与子惯导之间不仅会因安装而产生常值失准角,而且会因为舰体的变形产生不确定失准角。用二阶马尔可夫对舰体变形进行了建模,并对角速度匹配传递对准方法进行了研究。计算机仿真... 潜器用SINS在释放前摇摆基座上进行初始传递对准时,主惯导与子惯导之间不仅会因安装而产生常值失准角,而且会因为舰体的变形产生不确定失准角。用二阶马尔可夫对舰体变形进行了建模,并对角速度匹配传递对准方法进行了研究。计算机仿真验证了舰体变形模型的可行性,角速度匹配传递对准方案可以有效、快速地为潜器提供高精度的导航姿态基准。 展开更多

关键词 捷联惯性导航系统 传递对准 摇摆基座 马尔可夫过程

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纬度未知条件下捷联惯导摇摆基座自对准方法

11

作者 李敬春 张亚 段海滨 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期39-46,共8页

针对纬度未知条件下捷联惯导摇摆基座自对准问题,本文将其看作基于特征值分解的优化问题处理,提出一种基于地球系重力矢量的摇摆基座自对准方法.首先,构建基于速度增量形式的目标函数,建立不依赖外部纬度信息的地球系下重力矢量模型,以... 针对纬度未知条件下捷联惯导摇摆基座自对准问题,本文将其看作基于特征值分解的优化问题处理,提出一种基于地球系重力矢量的摇摆基座自对准方法.首先,构建基于速度增量形式的目标函数,建立不依赖外部纬度信息的地球系下重力矢量模型,以提高地球系下重力矢量的估计精度;然后,将摇摆基座自对准看作Wahba姿态确定问题,基于地球系下重力矢量建立关于惯性系转换四元数的速度增量式目标函数,增强对噪声及振荡干扰的抑制,利用基于特征值分解的多矢量优化方法完成摇摆基座自对准,以提高对准精度;最后,通过设置捷联惯导摇摆基座初始对准仿真及船舶系泊实验,验证了所提方法的有效性. 展开更多

关键词 捷联惯导系统 摇摆基座 自对准 纬度未知 特征值分解 重力表观运动

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摇摆基座下捷联系统快速初始对准研究 被引量：4

12

作者 孙伟 孙枫 杨琳 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期495-498,508,共5页

针对舰船摇摆状态下无法从陀螺仪输出中提取地球自转角速度信息这一问题,提出基于惯性系改进的粗对准方法。该方法通过建立惯导系统初始捷联矩阵隔离载体摇摆运动以保证失准角为小角度。为了满足舰船对准快速性的需求,提出了一种惯导数... 针对舰船摇摆状态下无法从陀螺仪输出中提取地球自转角速度信息这一问题,提出基于惯性系改进的粗对准方法。该方法通过建立惯导系统初始捷联矩阵隔离载体摇摆运动以保证失准角为小角度。为了满足舰船对准快速性的需求,提出了一种惯导数据循环使用的卡尔曼滤波精对准方法。系泊状态下的半实物仿真结果表明:采用惯导数据循环使用的系泊对准方法可以达到对准精度要求的同时缩短对准时间,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 捷联惯导 初始对准 卡尔曼滤波 摇摆基座 循环数据

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一种光电探测辅助下的捷联惯导快速对准方法

13

作者 程相智 刘锡祥 +1 位作者 罗皓 李二磊 《导航定位学报》 CSCD 2023年第5期46-52,共7页

针对晃动基座下船用捷联惯导(SINS)初始对准所需时间长的问题,提出一种利用光电探测系统辅助的对准方法:通过光电探测系统跟踪观测已知位置的岸基靶标,并获取其距离和相对船体的方位;然后建立失准角与靶标位置推算误差的直接联系,将其... 针对晃动基座下船用捷联惯导(SINS)初始对准所需时间长的问题,提出一种利用光电探测系统辅助的对准方法:通过光电探测系统跟踪观测已知位置的岸基靶标,并获取其距离和相对船体的方位;然后建立失准角与靶标位置推算误差的直接联系,将其作为量测方程加入卡尔曼滤波中,以保证初始对准过程中失准角的高可观测度。实验结果表明,大失准角条件下该方法可以实现快速修正失准角的效果;航向角可在100s左右达到收敛,误差约为0.1°,而传统方法需要900 s以上才能达到相近的对准精度。提出的方法能够实现晃动基座下的快速初始对准,对于任意大小的初始失准角都能快速收敛,具有较高的工程应用价值。 展开更多

关键词 初始对准 晃动基座 光电探测系统 卡尔曼滤波 可观测性分析

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EMD滤波在捷联惯导晃动基座初始对准中的应用 被引量：3

14

作者 于晓雪 张志鑫 夏金桥 《导航定位与授时》 2020年第2期90-96,共7页

为了实现晃动基座情况下光纤捷联惯性导航系统的高精度初始对准,提出了一种基于经验模态分解(EMD)法去噪的抗干扰初始对准算法。该算法在凝固惯性系下进行姿态更新,以反映载体在晃动干扰下的姿态变化,从而消除角运动干扰的影响;并针对EM... 为了实现晃动基座情况下光纤捷联惯性导航系统的高精度初始对准,提出了一种基于经验模态分解(EMD)法去噪的抗干扰初始对准算法。该算法在凝固惯性系下进行姿态更新,以反映载体在晃动干扰下的姿态变化,从而消除角运动干扰的影响;并针对EMD法的不足对其进行改进,然后对加速度计的输出进行去噪,以消除线运动干扰的影响。结果表明:改进后的EMD法具有良好的去噪效果,基于EMD法去噪的抗干扰初始对准算法具有角运动和线运动的干扰抑制能力,能够实现晃动基座下的高精度抗干扰初始对准。 展开更多

关键词 初始对准 晃动基座 经验模态分解法 凝固惯性系

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晃动基座捷联惯导系统初始对准迭代方法 被引量：3

15

作者 侯淑华 梁康 +1 位作者 纪文涛 赵龙 《导航与控制》 2018年第5期60-65,共6页

由于受风力或发动机启动等因素的影响,惯导系统载体(如导弹、飞机、舰船和车辆)经常遇到低频晃动的情况。晃动干扰使得陀螺测量到的地球自转角速度信噪比大幅下降,从而导致常用的对准方法无法满足高精度初始对准要求。针对这一问题,提... 由于受风力或发动机启动等因素的影响,惯导系统载体(如导弹、飞机、舰船和车辆)经常遇到低频晃动的情况。晃动干扰使得陀螺测量到的地球自转角速度信噪比大幅下降,从而导致常用的对准方法无法满足高精度初始对准要求。针对这一问题,提出了一种基于晃动基座的捷联惯导系统迭代初始对准方法。本方法由惯性导航计算出水平速度误差,利用最小二乘法估算出水平角速度误差、姿态误差和航向误差,然后进行迭代计算,从而算出导航初始时刻的姿态和航向。车载(发动机启动)试验结果表明,该算法既提高了晃动基座条件下的初始对准精度,航向角误差的方差采用静态对准时为0.39244°,摇摆对准为0.03331°,本文采用的迭代对准为0.00883°,缩短了对准时间,迭代对准2min的航向角精度等效于静态对准和摇摆对准5min的精度。 展开更多

关键词 捷联惯导系统 晃动基座 初始对准 迭代对准 航向角

原文传递

一种改进的晃动基座上纬度自估计方法 被引量：2

16

作者 葛磊 张娟秀 +1 位作者 王亚凯 李向东 《导航与控制》 2017年第2期109-112,封3,共5页

利用重力加速度在惯性系投影呈圆锥慢漂的特性,以及漂移的角度与纬度之间的几何关系,建立相关方程,推导了纬度自估计公式。同时,为了降低加速度计噪声对纬度自估计的影响,提出了将重力加速度积分的方法,并进行了理论证明。该方法可有效... 利用重力加速度在惯性系投影呈圆锥慢漂的特性,以及漂移的角度与纬度之间的几何关系,建立相关方程,推导了纬度自估计公式。同时,为了降低加速度计噪声对纬度自估计的影响,提出了将重力加速度积分的方法,并进行了理论证明。该方法可有效平滑掉加速度计噪声的干扰,使估计结果更准确,数值仿真验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 晃动基座 纬度 自估计

原文传递

晃动基座下的SINS初始对准方法研究 被引量：2

17

作者 颜开思 刘亚龙 《现代导航》 2017年第4期249-252,共4页

晃动基座条件下陀螺和加速度计测量的地球自转角速度和重力加速度受到了摇摆晃动的干扰,无法根据陀螺和加速度计的输出直接获得初始姿态矩阵。针对这一问题,采用一种基于重力加速度的对准方法,通过静基座和晃动基座的对准试验验证了基... 晃动基座条件下陀螺和加速度计测量的地球自转角速度和重力加速度受到了摇摆晃动的干扰,无法根据陀螺和加速度计的输出直接获得初始姿态矩阵。针对这一问题,采用一种基于重力加速度的对准方法,通过静基座和晃动基座的对准试验验证了基于重力加速度对准算法的有效性,证明了该方法具有一定的工程应用价值。 展开更多

关键词 晃动基座 对准 捷联惯性导航系统

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基于不同坐标系下速度量测的捷联惯导系统晃动基座对准研究 被引量：2

18

作者 赵洪松 缪玲娟 +1 位作者 沈军 张希 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1951-1958,共8页

为解决晃动基座下杆臂效应对捷联惯导系统对准的不利影响问题,以捷联惯导系统解算速度与杆臂速度之间的差值作为量测量,扩充杆臂长度误差为系统状态量,分别推导建立导航系和机体系下的量测方程,构成两种对准模型。分析两种对准模型的特... 为解决晃动基座下杆臂效应对捷联惯导系统对准的不利影响问题,以捷联惯导系统解算速度与杆臂速度之间的差值作为量测量,扩充杆臂长度误差为系统状态量,分别推导建立导航系和机体系下的量测方程,构成两种对准模型。分析两种对准模型的特点,指出导航系下对准模型仅适用于能够获得一定精度杆臂长度的情形。在此基础上,提出滤波参数反馈修正的滤波方法,以提高对准模型的适应性和对准精度。仿真实验验证了两种对准模型的正确性和滤波参数反馈修正滤波方法的有效性。 展开更多

关键词 控制科学与技术 捷联惯导系统 晃动基座 对准 杆臂效应

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基于重力视运动的SINS对准优化算法 被引量：2

19

作者 黄奕程 周一览 +2 位作者 胡慧珠 刘承 舒晓武 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1127-1132,共6页

针对无纬度条件下捷联惯导晃动基座对准问题,为提升航向角对准精度,提出了一种基于重力视运动的对准优化算法。通过小波去噪与重力观测矢量重构降低线振动与惯性器件随机噪声的影响。并提出了一种基于梯度下降的地轴矢量确定算法,对观... 针对无纬度条件下捷联惯导晃动基座对准问题,为提升航向角对准精度,提出了一种基于重力视运动的对准优化算法。通过小波去噪与重力观测矢量重构降低线振动与惯性器件随机噪声的影响。并提出了一种基于梯度下降的地轴矢量确定算法,对观测信息进行了充分利用,且最大限度地遍历了重力观测矢量组之间的夹角,使地轴矢量解算更为精确。仿真测试表明,基于梯度下降的地轴矢量解算优于现有的QUEST解算方法,使重力视运动对准具有更高的航向角对准精度与稳定性,且短时间对准时优势更为明显。通过三轴转台测试进一步验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 捷联惯导 晃动基座 无纬度对准 重力视运动 梯度下降

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基于分段积分法的惯性系初始对准算法研究 被引量：2

20

作者 许彩 邵玮 +1 位作者 杨德成 罗银波 《计算机与数字工程》 2015年第5期805-807,811,共4页

晃动基座下无法直接根据陀螺和加速度计的输出实现方位粗对准。针对这一问题,研究了一种适用于晃动基座的初始对准新算法。该算法根据坐标系假设凝固的思想,通过坐标系分解,并采用分段积分重力矢量构造观测矢量的新方法,将初始对准姿态... 晃动基座下无法直接根据陀螺和加速度计的输出实现方位粗对准。针对这一问题,研究了一种适用于晃动基座的初始对准新算法。该算法根据坐标系假设凝固的思想,通过坐标系分解,并采用分段积分重力矢量构造观测矢量的新方法,将初始对准姿态矩阵的求解问题转化为基于wabha问题确定对准起始时刻的姿态问题。通过利用车载实验模拟不同的晃动对准环境,验证了该算法能有效解决晃动基座下捷联惯导的初始对准问题。 展开更多

关键词 捷联惯导系统 初始对准 晃动基座 wabha问题

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