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一种适用于SINS动基座初始对准的新算法 被引量:58
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作者 严恭敏 秦永元 +3 位作者 卫育新 张立川 徐德民 严卫生 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期634-637,共4页
在运载体运动情况下,提出了一种适用于捷联惯导系统(SINS)初始对准的新算法,该算法以惯性空间为过渡参考基准,即建立了初始时刻惯性坐标系(i0系)和初始时刻捷联惯组惯性坐标系(ib0系)两个惯性坐标系。将捷联惯组坐标系(b系)与导航坐标... 在运载体运动情况下,提出了一种适用于捷联惯导系统(SINS)初始对准的新算法,该算法以惯性空间为过渡参考基准,即建立了初始时刻惯性坐标系(i0系)和初始时刻捷联惯组惯性坐标系(ib0系)两个惯性坐标系。将捷联惯组坐标系(b系)与导航坐标系(n系)之间的初始对准姿态矩阵的实现分解为三步骤:(1)通过地理位置和初始对准时间求解i0系至n系的变换矩阵;(2)通过惯导比力方程变形,引入测速仪速度辅助,求解从ib0系至i0系的常值变换矩阵;(3)使用姿态更新算法实时计算b相对于ib0系的变换矩阵。最后,载车运动环境下的初始对准试验结果表明航向角对准精度达到了0.1°(1σ)。 展开更多
关键词 捷联惯导系统 运动基座 初始对准 惯性坐标系 栽车试验
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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
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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
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基于重力信息的惯性系粗对准精度分析 被引量:16
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作者 孙枫 曹通 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2409-2415,共7页
基于重力信息的惯性系粗对准方法是近期国内提出的一种解决动基座对准的新方法,诸多文献表明了该方法工程应用的可行性,但至今未见对其理论精度的分析。详细分析了初始对准的主要误差源陀螺常值漂移和加速度计零偏对惯性系粗对准精度的... 基于重力信息的惯性系粗对准方法是近期国内提出的一种解决动基座对准的新方法,诸多文献表明了该方法工程应用的可行性,但至今未见对其理论精度的分析。详细分析了初始对准的主要误差源陀螺常值漂移和加速度计零偏对惯性系粗对准精度的影响。用微分扰动法对姿态矩阵取微分,得到惯性系对准的误差方程。从惯性系下的速度误差分析入手,分别讨论了陀螺常值漂移和加速度计零偏对粗对准精度的影响,推导出惯性器件误差与失准角之间的解析表达式。指出该方法的对准精度取决于转换矩阵的精度,并分析得出该方法与传统解析粗对准具有相同的稳态对准极限值。 展开更多
关键词 粗对准 惯性系 精度分析 陀螺常值漂移 加速度计零偏
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探索惯性系 被引量:7
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作者 高炳坤 《大学物理》 北大核心 2010年第8期11-15,共5页
针对牛顿力学框架的两大疑难,结合朗格惯性系的定义,从理论上分析了星球参考系与质心参考系,并指出了在什么条件下它们可以充当惯性系.
关键词 惯性系 局域惯性系 星球参考系 质心参考系 引力 惯性力 引潮力
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基于惯性系采用Kalman滤波的车载SINS行进间对准方法 被引量:10
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作者 缪玲娟 高伟熙 +1 位作者 沈军 郭子伟 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期143-148,共6页
介绍了惯性系中基于重力加速度信息进行粗对准的实现方法。在此基础上通过推导以地心惯性坐标系为导航系的捷联惯性导航系统(SINS)误差方程,建立了与惯性系对准算法相匹配的状态模型,提出了一种采用Kalman滤波实现基于惯性系的SINS行进... 介绍了惯性系中基于重力加速度信息进行粗对准的实现方法。在此基础上通过推导以地心惯性坐标系为导航系的捷联惯性导航系统(SINS)误差方程,建立了与惯性系对准算法相匹配的状态模型,提出了一种采用Kalman滤波实现基于惯性系的SINS行进间精对准方法。计算机仿真实验结果表明,文中所提出的基于惯性系的采用Kalman滤波的车辆行进间精对准方法,可有效地降低干扰噪声的影响,提高初始对准的精度。此外,该方法相对于基于地理坐标系进行滤波的方法,简化了滤波模型,较大的降低了计算量。 展开更多
关键词 信息处理技术 捷联惯性导航系统 初始对准 惯性系 KALMAN滤波 行进间
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捷联惯导系统极区动基座对准 被引量:6
6
作者 高伟 叶攀 +2 位作者 石惠文 许伟通 奔粤阳 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期626-632,共7页
传统卡尔曼滤波对准只适用于中低纬度地区,不适用于极区。针对这一问题,提出惯性系下卡尔曼滤波对准作为极区对准方案。首先选择惯性系为对准坐标系,在惯性系内推导捷联惯导系统的速度误差方程和失准角方程,建立适用于极区对准的误差模... 传统卡尔曼滤波对准只适用于中低纬度地区,不适用于极区。针对这一问题,提出惯性系下卡尔曼滤波对准作为极区对准方案。首先选择惯性系为对准坐标系,在惯性系内推导捷联惯导系统的速度误差方程和失准角方程,建立适用于极区对准的误差模型。以速度误差为观测量,结合误差模型建立卡尔曼滤波器并进行离散化处理。然后对该对准算法进行仿真,验证其在极区的可行性,并与传统的卡尔曼滤波对准的仿真结果进行对比。最后,分析不同速度和有加速运动等情况下该算法在极区的性能,为工程实践提供理论依据。 展开更多
关键词 捷联惯导系统 极区动基座对准 惯性系 卡尔曼滤波
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基于惯性系的旋转式惯导系统快速对准算法 被引量:6
7
作者 陈敬萱 程旭红 李晋 《传感器与微系统》 CSCD 2017年第7期142-145,共4页
针对船舶大幅角晃动和线运动等复杂干扰,导致旋转式捷联惯导系统初始对准性能下降的问题,设计了基于惯性系的旋转式捷联惯导系统快速初始对准算法。针对旋转式捷联惯导系统的误差特性,设计了基于惯性系的粗对准方案;并提出了一种改进的... 针对船舶大幅角晃动和线运动等复杂干扰,导致旋转式捷联惯导系统初始对准性能下降的问题,设计了基于惯性系的旋转式捷联惯导系统快速初始对准算法。针对旋转式捷联惯导系统的误差特性,设计了基于惯性系的粗对准方案;并提出了一种改进的罗经对准算法,达到缩短对准时间和提高对准精度的目的。仿真实验证明:该方法可以实现快速初始对准,7 min航向精度达到1.35'。 展开更多
关键词 捷联惯导系统 旋转调制 惯性系 初始对准 罗经
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力学问题的惯性系和非惯性系解法对比 被引量:4
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作者 王永柱 《高教学刊》 2016年第21期138-139,共2页
惯性系与非惯性系是大学物理中非常重要的两个基本概念。在实际问题中,惯性系与非惯性系的灵活选取,既能简化问题,又能增进学生对知识的理解。文章对教材中两个力学问题分别应用惯性系和非惯性系解法进行分析总结。
关键词 惯性系 非惯性系 惯性力
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捷联惯性导航系统的四元数姿态适时修正算法探讨(英文) 被引量:2
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作者 尹苗苗 孔凡邨 《中国航海》 CSCD 北大核心 2007年第1期29-34,共6页
建立了捷联惯性导航系统的四元数姿态修正算法,该算法跟其他常用算法的区别是在旋转矢量计算上的处理不同,计算采用了多步骤Adams-Moulton方法。由于多步骤方法不能自行启动,所以在开始阶段采用了单步骤Heun’s方法。然后,在实际计算值... 建立了捷联惯性导航系统的四元数姿态修正算法,该算法跟其他常用算法的区别是在旋转矢量计算上的处理不同,计算采用了多步骤Adams-Moulton方法。由于多步骤方法不能自行启动,所以在开始阶段采用了单步骤Heun’s方法。然后,在实际计算值和预估值的基础上,建立了姿态修正运算法的评估误差方程。数字测试结果表明该四元数姿态修正算法在低频动态情况下是可靠的。. 展开更多
关键词 船舶 舰船工程 惯性导航系统 四元数 姿态算法 船体坐标系 航海坐标系 惯性坐标系
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一种游动傅科机械编排的捷联惯性间接极区导航算法
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作者 孙新雷 尹浩凌 +1 位作者 富立 王玲玲 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期409-420,共12页
针对指北方位、游移方位等机械编排的惯性导航系统在极区附近出现计算溢出、导航误差发散、方向基准缺失等问题,本文提出了一种基于游动傅科机械力学编排的捷联惯性间接极区导航算法。首先,推导了传统坐标系和横向坐标系下的游动傅科机... 针对指北方位、游移方位等机械编排的惯性导航系统在极区附近出现计算溢出、导航误差发散、方向基准缺失等问题,本文提出了一种基于游动傅科机械力学编排的捷联惯性间接极区导航算法。首先,推导了传统坐标系和横向坐标系下的游动傅科机械编排位置、速度和姿态转换关系,并设计了完整的捷联惯性极区导航流程。其次,在详细分析载体沿经线穿越极点时的导航解算性能基础上,提出了一种游动傅科机械编排的捷联惯性间接极区导航算法。实验结果表明,该算法能够实现传统导航与横向导航方式的平滑切换,并借助横向导航信息解决载体穿越极点时无法导航的难题。 展开更多
关键词 极区导航 惯性导航 机械编排 游动傅科系 横向坐标系
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“惯性系”考(续) 被引量:2
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作者 高炳坤 李复 《大学物理》 北大核心 2002年第5期8-12,18,共6页
By discussion on inertial frame,the reference frames are obtained in which Newton’s mechanics is valid and two doubts about system of Newton’s mechanics are resolved.
关键词 惯性系 星球参考系 受力分析 质心参考系
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激光捷联惯导多矢量定姿法晃动基座粗对准 被引量:5
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作者 孙立江 周召发 +2 位作者 陈河 刘朋朋 郭琦 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期241-245,共5页
针对激光捷联惯导晃动基座下受载体运动干扰难以实现粗对准这一问题,提出了一种惯性系下基于多矢量定姿的粗对准方法。首先分析了基于双矢量定姿的惯性系粗对准算法的原理和不足,在此基础上推导了基于多矢量定姿的粗对准模型,并对新方... 针对激光捷联惯导晃动基座下受载体运动干扰难以实现粗对准这一问题,提出了一种惯性系下基于多矢量定姿的粗对准方法。首先分析了基于双矢量定姿的惯性系粗对准算法的原理和不足,在此基础上推导了基于多矢量定姿的粗对准模型,并对新方法进行了仿真验证。结果表明,与传统双矢量定姿惯性系对准方法相比,采用多矢量定姿能更充分利用观测信息,有效抑制干扰运动对对准精度的影响,建立更准确的捷联矩阵,同时使对准结果具有更好的稳定性。 展开更多
关键词 捷联惯导系统(SINS) 粗对准 多矢量定姿 抗干扰 惯性系
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引潮力对月球及人造卫星轨道平面的影响 被引量:5
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作者 于凤军 《大学物理》 北大核心 2006年第5期4-6,共3页
讨论了引潮力对月球及人造卫星轨道平面的影响,计算结果与观测值的相对误差为3.8%.
关键词 引潮力 惯性系 月球轨道 卫星轨道 旋进
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基于双轴旋转调制惯性测量的载体导航信息提取方法 被引量:4
14
作者 江一夫 李四海 +1 位作者 严恭敏 谢波 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期304-308,315,共6页
针对双轴旋转调制惯导系统在旋转过程中无法直接提供载体角速度等导航信息的问题,提出了一种以标定惯性测量单元与内外框时空关系来精确解调原始旋转惯性测量数据的载体导航信息提取方法。首先,从基于旋转轴的内外框坐标系定义出发,提... 针对双轴旋转调制惯导系统在旋转过程中无法直接提供载体角速度等导航信息的问题,提出了一种以标定惯性测量单元与内外框时空关系来精确解调原始旋转惯性测量数据的载体导航信息提取方法。首先,从基于旋转轴的内外框坐标系定义出发,提出了综合考量整圈所有角位置状态的惯性测量单元与内外转轴安装角标定方法。然后,利用转轴方向惯性测量角增量曲线和转位测量角增量曲线的相似平移关系推导了两者之间时间不同步误差的计算方法。进一步,基于滑动数据存储窗口,通过实时测角变化率计算和相邻转位测角外推实现了时间不同步误差的精确补偿。最后,采用基于高次谐波函数的精细化误差模型实现了转轴锥摆运动引起的测角不圆度误差精确标定。采集内外框旋转试验数据验证了所提方法的有效性,结果表明由原始惯性测量信息解调导致的载体航姿提取误差小于0.001°。 展开更多
关键词 双轴旋转调制 惯性测量 载体系 安装角标定
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为什么时空变换必须是线性的 被引量:4
15
作者 陈奎孚 《物理与工程》 2017年第6期31-36,共6页
尽管线性时空变换是狭义相对论的出发点,但至少从教学角度,对线性变换合理性的论证依然不清晰。笔者根据时空均匀性、时空各向同性和惯性系的等价性,严格地导出了时空的线性变换,其中关键概念是变换的时间缩放系数和空间缩放系数。沿此... 尽管线性时空变换是狭义相对论的出发点,但至少从教学角度,对线性变换合理性的论证依然不清晰。笔者根据时空均匀性、时空各向同性和惯性系的等价性,严格地导出了时空的线性变换,其中关键概念是变换的时间缩放系数和空间缩放系数。沿此思路,进一步约束两个坐标系之间的时空缩放系数相等,并利用光速不变原理,导出了洛伦兹变换。 展开更多
关键词 狭义相对论 洛伦兹变换 光速不变原理 惯性坐标系 惯性定律 匀速直线运动
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小波域阈值滤波在基于惯性系对准中的应用 被引量:4
16
作者 赵春莲 翁浚 +1 位作者 严恭敏 孙铭 《测控技术》 CSCD 北大核心 2014年第2期32-35,共4页
当对准环境中存在不确定的角晃动和线振动干扰时,针对直接利用加速度计在不同时刻输出的比力信息进行基于惯性系的初始对准,姿态误差收敛过程振荡剧烈、对准精度低等问题,提出将2代小波半软阈值滤波方法应用到初始对准中以减小环境噪声... 当对准环境中存在不确定的角晃动和线振动干扰时,针对直接利用加速度计在不同时刻输出的比力信息进行基于惯性系的初始对准,姿态误差收敛过程振荡剧烈、对准精度低等问题,提出将2代小波半软阈值滤波方法应用到初始对准中以减小环境噪声对载体惯性系量测矢量的影响。实验结果表明,小波域阈值滤波可以有效地抑制量测矢量的高频噪声,惯导系统对准在受到较大干扰时,大约在4 min时能达到极限精度,且与传统方案相比方位误差角收敛过程平稳。 展开更多
关键词 捷联惯导系统 惯性系 初始对准 小波域阈值滤波
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一种长航时捷联惯导系统单点综合校正方法 被引量:4
17
作者 丰璐 邓志红 +1 位作者 王博 汪顺亭 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期265-271,共7页
针对长航时捷联惯导系统的误差发散问题,提出一种基于惯性系的单点综合校正方法。采用GPS提供的位置信息和天文导航提供的航向信息构成外观测量。在建立动态误差模型过程中,利用外观测量信息对系数矩阵中的经度、纬度误差及天向失准角... 针对长航时捷联惯导系统的误差发散问题,提出一种基于惯性系的单点综合校正方法。采用GPS提供的位置信息和天文导航提供的航向信息构成外观测量。在建立动态误差模型过程中,利用外观测量信息对系数矩阵中的经度、纬度误差及天向失准角进行修正。相对于由惯导系统解算值确定系数矩阵的传统综合校正方法,该方法误差模型中系数矩阵的精度仅由外观测量信息精度决定,不引入惯导系统解算误差。该方法无需对载体运动进行限制,且陀螺常值漂移的估计精度不受校正间隔的影响。仿真结果表明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 捷联惯导系统 长航时 单点综合校正 惯性系
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惯性定向三轴稳定卫星姿态自适应滑模控制 被引量:4
18
作者 魏静波 刘昆 吴锦杰 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期1231-1234,1241,共5页
在建立惯性定向三轴稳定卫星非线性耦合姿态运动模型的基础上,设计了姿态三轴稳定控制的自适应滑模变结构控制器.在控制器的设计中,考虑了小卫星惯量参数的不确定性以及外界力矩干扰的情况,利用自适应滑模变结构控制方法在线辨识干扰力... 在建立惯性定向三轴稳定卫星非线性耦合姿态运动模型的基础上,设计了姿态三轴稳定控制的自适应滑模变结构控制器.在控制器的设计中,考虑了小卫星惯量参数的不确定性以及外界力矩干扰的情况,利用自适应滑模变结构控制方法在线辨识干扰力矩的极值以及卫星惯量参数,并依此动态调整控制器的输出.基于Lyapunov稳定性原理证明了所设计的控制器能够使系统全局一致最终有界稳定.仿真结果表明了该控制方法的有效性和可行性. 展开更多
关键词 姿态控制 惯性定向 三轴稳定 自适应控制 滑模控制
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质点从可自由移动的凹曲面上滑下的速度、加速度和时间 被引量:4
19
作者 谢自芳 王祝盈 +2 位作者 陈曙光 张智 王艳辉 《大学物理》 北大核心 2006年第5期12-15,共4页
对于一个质点从可自由移动的光滑的凹曲面上滑下的速度、加速度和时间作了一般性讨论,建立了相应的公式.并对质点的运动平面与凹曲面的交线分别为直线、抛物线和椭圆等情况进行了具体的计算.
关键词 凹曲面 惯性系 抛物线 椭圆 椭圆函数
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惯性定律不存在循环论证问题——从爱因斯坦对惯性定律和惯性系的分析谈起 被引量:4
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作者 李复 高炳坤 《大学物理》 北大核心 2005年第4期14-17,共4页
惯性原理本身并不存在循环论证问题,所谓的循环论证来自利用惯性定律去寻找和确定惯性系,实际应用的"惯性系"本质上都是非惯性系,寻找和确定严格惯性系不是必要的.
关键词 惯性定律 惯性系 非惯性系
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