一种强跟踪UKF及其在GPS/SINS深组合导航中的应用 被引量：6

1

作者 叶晨 崔双喜 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2018年第2期61-64,74,共5页

针对弹道导弹的特点,研究了发射惯性系下GPS/SINS深组合导航下的一种强跟踪无迹卡尔曼滤波算法。该算法根据渐消的思想,通过引入多重次优渐消因子到UKF滤波器,自适应地在线调整UKF滤波器的预测状态协方差阵,从而有效跟踪快速变化的状态... 针对弹道导弹的特点,研究了发射惯性系下GPS/SINS深组合导航下的一种强跟踪无迹卡尔曼滤波算法。该算法根据渐消的思想,通过引入多重次优渐消因子到UKF滤波器,自适应地在线调整UKF滤波器的预测状态协方差阵,从而有效跟踪快速变化的状态量。仿真结果显示,UKF引入次优多重衰落因子对算法进行改进后,对高度机动目标的跟踪能力更强,强跟踪无迹卡尔曼滤波器对快速变化的状态将具有更强的跟踪。改进算法在保证原有的UKF滤波算法精度的同时,使系统误差在较短的时间内收敛。 展开更多

关键词 发射惯性系 深组合 强跟踪 渐消因子

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弹载BDS/SINS深组合自适应CKF滤波方法研究 被引量：4

2

作者 韩林 陈帅 +1 位作者 陈德潘 张博雅 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2019年第4期6-10,22,共6页

针对弹道导弹高动态、非线性的特点,引入了基于三阶球面-径向容积准则的非线性容积卡尔曼滤波(CKF)算法。此外,针对其特点,研究了发射惯性系下BDS/SINS深组合导航下的自适应容积卡尔曼滤波(ACKF)算法。该算法根据Sage滤波开窗法的思想... 针对弹道导弹高动态、非线性的特点,引入了基于三阶球面-径向容积准则的非线性容积卡尔曼滤波(CKF)算法。此外,针对其特点,研究了发射惯性系下BDS/SINS深组合导航下的自适应容积卡尔曼滤波(ACKF)算法。该算法根据Sage滤波开窗法的思想和渐消的思想,通过引入多重次优渐消因子到CKF滤波器中,自适应地在线调整CKF滤波器的观测误差协方差阵,在提高滤波精度的同时实现对快速变化的状态进行强有力的跟踪。实验结果表明:多重次优渐消因子的引入使得CKF滤波器可以更多地利用系统的先验信息,ACKF滤波器对快速变化的状态具有更强的跟踪,系统误差在较短的时间内收敛,提高了组合导航系统的动态性能。 展开更多

关键词 弹道导弹 发射惯性坐标系 深组合导航 多重次优渐消因子 ACKF

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基于H_∞滤波的空天飞行器惯性/天文组合导航方法 被引量：3

3

作者 施丽娟 熊智 +2 位作者 王融 殷德全 郁丰 《航天控制》 CSCD 北大核心 2016年第5期46-51,58,共7页

由于空天飞行器特殊的飞行任务和复杂的飞行环境,单一的导航系统难以完全独立地为其提供高精度的导航参数。天文导航作为一种完全自主的导航技术,可以提供误差不随时间积累的高精度姿态信息,与惯性导航系统组合可以提高空天飞行器长时... 由于空天飞行器特殊的飞行任务和复杂的飞行环境,单一的导航系统难以完全独立地为其提供高精度的导航参数。天文导航作为一种完全自主的导航技术,可以提供误差不随时间积累的高精度姿态信息,与惯性导航系统组合可以提高空天飞行器长时间导航精度。同时针对复杂空天环境下,实际导航系统噪声统计特性难以精确获得而导致传统卡尔曼滤波器性能下降的问题,提出了一种基于H_∞滤波的空天飞行器惯性/天文组合导航方法,建立了发射惯性系下组合导航系统的数学模型和H_∞滤波模型。仿真结果表明,该方法可有效解决系统噪声建模不准确的问题,提高空天飞行器组合导航系统的精度和可靠性。 展开更多

关键词 空天飞行器 组合导航 发射惯性系 H∞滤波

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潜地导弹初始定位误差估算方法 被引量：6

4

作者 郑小兵 董景新 +1 位作者 孟令晶 李曦 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期127-131,共5页

针对潜地导弹初始定位误差的估算问题,提出一种基于发射惯性系下遥外差数据进行解算的初始定位误差分离方法。该方法基于制导工具误差的产生机理及传递关系。推导出了初始定位误差与遥外测位置差之间的关系,分析了定位误差对导航计算初... 针对潜地导弹初始定位误差的估算问题,提出一种基于发射惯性系下遥外差数据进行解算的初始定位误差分离方法。该方法基于制导工具误差的产生机理及传递关系。推导出了初始定位误差与遥外测位置差之间的关系,分析了定位误差对导航计算初始速度装订的影响,建立了利用地面测试数据估算初始段制导工具速度误差的数学模型。结合飞行试验数据对该误差分离方法的精度进行了分析,同时还讨论了遥外差信息的选取原则,计算结果证实了该估算方法的可行性。 展开更多

关键词 初始定位误差 发射惯性系 遥外差数据 制导工具误差

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发射系下的SINS/CNS/GNSS组合导航UKF滤波算法 被引量：6

5

作者 乔玉新 林雪原 +1 位作者 张吉松 陈祥光 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2021年第5期103-109,共7页

弹载系统的组合导航系统模型常建立在发射惯性坐标系下,且捷联惯性/天文导航/卫星导航(SINS/CNS/GNSS)是一种目前研究较多的组合模式。该组合导航系统的状态方程具有强非线性的特点,常用的滤波方法为扩展卡尔曼滤波(EKF)。为了提高组合... 弹载系统的组合导航系统模型常建立在发射惯性坐标系下,且捷联惯性/天文导航/卫星导航(SINS/CNS/GNSS)是一种目前研究较多的组合模式。该组合导航系统的状态方程具有强非线性的特点,常用的滤波方法为扩展卡尔曼滤波(EKF)。为了提高组合导航系统的精度及可靠性,对该组合导航系统的无迹卡尔曼滤波(UKF)模型进行了设计,直接将姿态、位置与速度参数作为状态的一部分,利用CNS及GNSS提供的姿态与位置构成量测方程,并详细给出了姿态样本点的生成、均值及方差的生成过程。仿真结果表明,相对于EKF算法,采用UKF算法后各导航参数的精度可提高约20%~30%,并且系统的实时性也可以得到保证。 展开更多

关键词 组合导航 发射惯性坐标系 UKF算法 姿态估计 采样点计算

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发射系下SINS/GPS/CNS多组合导航系统算法及实现 被引量：5

6

作者 潘加亮 熊智 +2 位作者 赵慧 郁丰 王丽娜 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期9-16,共8页

首先建立了发射惯性系下的组合导航系统模型,据此设计了基于联邦滤波器的SINS/GPS/CNS组合导航算法,最后研制了基于PC104硬件平台的组合导航算法验证样机。通过实时半物理仿真测试得出,三组合导航系统的姿态误差小于15″,位置误差小于1... 首先建立了发射惯性系下的组合导航系统模型,据此设计了基于联邦滤波器的SINS/GPS/CNS组合导航算法,最后研制了基于PC104硬件平台的组合导航算法验证样机。通过实时半物理仿真测试得出,三组合导航系统的姿态误差小于15″,位置误差小于10m,速度误差小于0.2m/s,表明所设计的组合导航系统算法正确,实现合理。 展开更多

关键词 发射惯性系 组合导航 系统实现 硬件平台

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基于遥外差数据估算初始定位误差的新方法 被引量：3

7

作者 郑小兵 董景新 +1 位作者 孟令晶 张志国 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期680-685,共6页

针对潜地导弹初始定位误差的估算问题,提出一种基于发射惯性系下遥外差数据进行解算的初始定位误差估算的新方法。该方法基于制导工具误差的产生机理及传递关系:建立了初始定位误差与遥外测数据之间的关系,推导出利用遥外差数据估算初... 针对潜地导弹初始定位误差的估算问题,提出一种基于发射惯性系下遥外差数据进行解算的初始定位误差估算的新方法。该方法基于制导工具误差的产生机理及传递关系:建立了初始定位误差与遥外测数据之间的关系,推导出利用遥外差数据估算初始定位误差的数学模型,结合飞行试验数据分析了该方法的计算精度。在研究遥外差信息选取原则的基础上,重点分析了外测数据随机误差对于估算精度的影响,并提出了时间域上的最小二乘改进算法来提高估计结果的精度。利用飞行试验测量数据来验证该算法,计算结果证实了该估算方法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 初始定位误差 发射惯性系 遥外差数据 制导工具误差

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发射系下SINS/GPS组合导航系统的算法研究 被引量：3

8

作者 殷德全 熊智 +2 位作者 施丽娟 林爱军 郁丰 《兵工自动化》 2017年第10期6-10,共5页

基于地理坐标系下的传统捷联惯性导航系统无法直接获取发射系下的导航参数,难以满足空天飞行器等高轨道飞行器对高精度、高可靠性导航系统的需求,研究了发射系下捷联惯性导航算法。搭建了基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的SINS/GPS组合导航模型... 基于地理坐标系下的传统捷联惯性导航系统无法直接获取发射系下的导航参数,难以满足空天飞行器等高轨道飞行器对高精度、高可靠性导航系统的需求,研究了发射系下捷联惯性导航算法。搭建了基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的SINS/GPS组合导航模型,传感器获取的导航量测信息直接在发射系下进行捷联惯导解算,为飞行器等提供位置、姿态等信息。采用STM32、XSENS惯性器件和GPS接收机构建相应的算法验证平台。实验结果表明:发射系下的SINS/GPS组合导航系统能提供较高的导航精度,从而验证了发射系下的SINS/GPS组合导航系统算法的正确性与合理性。 展开更多

关键词 发射惯性系 SINS/GPS组合导航 EKF 硬件平台

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一种SINS/CNS/GNSS组合导航滤波算法 被引量：3

9

作者 刘丽丽 林雪原 +1 位作者 郁丰 陈祥光 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2021年第7期676-681,共6页

捷联惯性导航系统/天文导航系统/全球导航卫星系统(SINS/CNS/GNSS)构成的组合导航系统可有效提高飞行器的定位精度,而导弹等飞行器常用发射时刻的发射点惯性坐标系作为测量载体飞行的基准。为此,首先在发射惯性坐标系下推导并建立一种... 捷联惯性导航系统/天文导航系统/全球导航卫星系统(SINS/CNS/GNSS)构成的组合导航系统可有效提高飞行器的定位精度,而导弹等飞行器常用发射时刻的发射点惯性坐标系作为测量载体飞行的基准。为此,首先在发射惯性坐标系下推导并建立一种简洁的SINS/CNS/GNSS组合导航数学模型,该模型将SINS积分预报姿态四元数误差作为待估量,可避免姿态误差角与数学平台失准角之间的转换;然后分析定位误差导致的引力误差量级并合理简化,推导符合实际的精确测量噪声模型;最后利用扩展卡尔曼滤波器(EKF)实现SINS/CNS/GNSS三种信息的有效融合。算法仿真结果表明该方法的有效性,有利于工程实现。 展开更多

关键词 发射惯性坐标系 四元数 组合导航 扩展卡尔曼滤波

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高超声速飞行器惯导系统误差参数两次优化辨识方法 被引量：2

10

作者 郭玮林 鲜勇 +1 位作者 张大巧 李冰 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期25-34,共10页

为满足高超声速飞行器高精度和高可靠性的导航要求,提出一种在发射惯性系下利用智能优化算法实现捷联惯性系统误差参数两次优化辨识的方法.建立惯性测量单元(IMU)误差补偿模型和完整的非线性捷联惯性系统导航模型,为数值优化计算提供准... 为满足高超声速飞行器高精度和高可靠性的导航要求,提出一种在发射惯性系下利用智能优化算法实现捷联惯性系统误差参数两次优化辨识的方法.建立惯性测量单元(IMU)误差补偿模型和完整的非线性捷联惯性系统导航模型,为数值优化计算提供准确的模型基础.基于SINS/GPS/CNS组合导航系统信息,建立陀螺仪误差优化模型和加速度计误差优化模型,采用两次优化策略分步估计捷联惯性系统误差参数:首先利用粒子群算法对陀螺仪误差参数进行优化辨识和补偿;然后利用粒子群算法对加速度计误差参数进行优化辨识.仿真结果表明,基于组合导航系统信息和非线性优化模型,两次优化辨识方法能够在线辨识出高精度的捷联惯性系统误差参数,陀螺仪和加速度计优化参数值的相对误差均在20%以内,从而有效提高了高超声速飞行器导航精度. 展开更多

关键词 高超声速飞行器 SINS/GPS/CNS 发射惯性系 两次优化辨识 非线性模型 粒子群算法

原文传递

一种基于联邦滤波的SINS/GNSS/RA弹载多源组合导航算法 被引量：1

11

作者 李杰 梁玉琴 +2 位作者 李昃雯 秦硕 程遵堃 《上海航天（中英文）》 CSCD 2023年第2期106-111,共6页

针对传统的惯性/卫星(SINS/GNSS)弹载组合导航系统导航信息源单一、易受干扰且鲁棒性差等问题,引入了雷达高度表(RA)作为新的信息源参与导航信息融合,并在发射惯性系下设计了一种基于联邦滤波的SINS/GNSS/RA弹载多源组合导航算法。仿真... 针对传统的惯性/卫星(SINS/GNSS)弹载组合导航系统导航信息源单一、易受干扰且鲁棒性差等问题,引入了雷达高度表(RA)作为新的信息源参与导航信息融合,并在发射惯性系下设计了一种基于联邦滤波的SINS/GNSS/RA弹载多源组合导航算法。仿真结果表明:本算法构建的组合导航系统具有良好的导航性能,在GNSS受干扰失效后,相较于传统SINS/GNSS组合导航系统,SINS/GNSS/RA组合导航系统依靠SINS/RA子滤波器,依旧能够在一定的时间范围内为导弹提供有效的定位信息,其表现出了更高的鲁棒性和可靠性。 展开更多

关键词 发射惯性系 联邦滤波 弹载多源组合导航系统 雷达高度表

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火箭飞行中天球系到星敏系的姿态转换方法

12

作者 雒遂 谢建明 杨正义 《遥测遥控》 2023年第4期50-55,共6页

在远程火箭飞行过程中,通过计算天球系到星敏系的旋转四元数,可作为星图模拟的输入数据。本文从坐标系定义出发,首先,完善了基于北京时间的格林尼治恒星时角在工程上的实用算法,根据多次旋转原理,给出了天球系到发射惯性系的姿态转换方... 在远程火箭飞行过程中,通过计算天球系到星敏系的旋转四元数,可作为星图模拟的输入数据。本文从坐标系定义出发,首先,完善了基于北京时间的格林尼治恒星时角在工程上的实用算法,根据多次旋转原理,给出了天球系到发射惯性系的姿态转换方法;其次,探讨了发射惯性系到箭体系以及箭体系到星敏系的姿态转换方法;最后,给出算例,通过仿真计算得出结果,验证了方法的可行性。该方法容易理解,根据推导思路也可举一反三,对于星图模拟中姿态的转换具有一定参考意义。 展开更多

关键词 发射惯性系 星敏感器 姿态转换 格林尼治恒星时角

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基于对偶四元数的捷联惯导算法在发射点惯性系下的应用研究 被引量：3

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作者 杜鹏 杨静 +1 位作者 邱红专 熊凯 《导航定位与授时》 CSCD 2021年第2期74-81,共8页

针对导弹类载体在做复杂的高动态机动时,采用传统的捷联惯导算法容易产生圆锥误差与划船误差,从而导致解算精度降低的问题,在发射点惯性系下设计了基于对偶四元数的捷联惯导算法。在建立发射点惯性系下的捷联惯导解算模型的基础上,详细... 针对导弹类载体在做复杂的高动态机动时,采用传统的捷联惯导算法容易产生圆锥误差与划船误差,从而导致解算精度降低的问题,在发射点惯性系下设计了基于对偶四元数的捷联惯导算法。在建立发射点惯性系下的捷联惯导解算模型的基础上,详细推导了基于对偶四元数的捷联惯导解算算法,通过对比分析其中的速度更新过程与传统算法的差异,说明该算法可以有效提高速度和位置解算精度。在设计的多条机动飞行轨迹下,以三子样更新为例,对对偶四元数算法和传统算法的性能进行了仿真对比分析。仿真结果表明,对偶四元数导航算法可以有效提高速度和位置解算精度,且姿态机动情况越复杂、持续时间越长,改善效果越显著。 展开更多

关键词 对偶四元数 高动态 发射点惯性坐标系 圆锥误差 划船误差 捷联惯导

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