车载动基座FOAM对准算法 被引量：7

1

作者 翁浚 秦永元 +1 位作者 严恭敏 成研 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期1498-1501,共4页

目前对动基座对准问题的解决方案大都基于惯性系,但这些方案需要存储导航期间惯性系矢量信息,且对准结束时定位精度不高。提出一种新的车载动基座快速最优姿态矩阵(fast optimal attitude matrix,FOAM)对准算法,有效提高了车辆动基座定... 目前对动基座对准问题的解决方案大都基于惯性系,但这些方案需要存储导航期间惯性系矢量信息,且对准结束时定位精度不高。提出一种新的车载动基座快速最优姿态矩阵(fast optimal attitude matrix,FOAM)对准算法,有效提高了车辆动基座定向精度,并能够保证在对准结束时有一定的定位精度以保证后续直接进入组合导航。最后,车载试验验证了车载FOAM对准算法的有效性。 展开更多

关键词 捷联惯导系统 动基座对准 快速最优矩阵算法 车载试验

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基于伪地球坐标系的捷联惯导全球动基座初始对准算法 被引量：3

2

作者 刘猛 高延滨 +2 位作者 李光春 孟庆文 马文霞 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期585-591,共7页

由捷联惯导系统建模原因造成的导航误差随纬度升高会被急剧放大,是实现惯导系统全球初始对准所面临的主要问题之一,且现有多种编排方案共存的全球初始对准算法也不利于初始对准算法在全球范围内统一。另一方面,极地地区越来越小的地球... 由捷联惯导系统建模原因造成的导航误差随纬度升高会被急剧放大,是实现惯导系统全球初始对准所面临的主要问题之一,且现有多种编排方案共存的全球初始对准算法也不利于初始对准算法在全球范围内统一。另一方面,极地地区越来越小的地球自转水平分量,使得极点及其附近的静态自对准是无法实现的,且动基座初始对准也有利于提高导航系统的快速反应能力。基于此,提出了采用伪地球坐标系惯导编排来实现惯导系统的全球动基座初始对准,消除由惯导建模造成对全球初始对准性能的影响,并期望探索一种统一导航编排的全球初始对准算法。最后通过仿真证明了该算法的可行性。 展开更多

关键词 极区对准 全球初始对准 捷联惯导系统 动基座初始对准

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基于四元数的动基座对准算法 被引量：1

3

作者 陆艳洪 翟正军 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2008年第2期70-72,共3页

四元数法是研究空间几何问题的一种简单方法,文中介绍了四元数的基本概念及性质,在说明了动基座对准基本原理的基础上,讨论了四元数法在动基座对准技术中的应用。该技术具有线性化程度高、计算速度快等特点。

关键词 四元数 欧拉角 动基座对准

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SINS动基座对准中H_∞滤波器的参数优化方法

4

作者 周本川 鲁浩 徐剑芸 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2014年第3期21-24,共4页

在SINS动基座对准中,H_∞滤波算法比Kalman滤波算法具有更好的抗扰动能力。针对H_∞滤波器的参数优化问题,首先在推导H_∞滤波算法鲁棒机理的基础上,分析了滤波参数对系统状态收敛速度和滤波稳定性的影响,然后引入多模型估计理论进一步... 在SINS动基座对准中,H_∞滤波算法比Kalman滤波算法具有更好的抗扰动能力。针对H_∞滤波器的参数优化问题,首先在推导H_∞滤波算法鲁棒机理的基础上,分析了滤波参数对系统状态收敛速度和滤波稳定性的影响,然后引入多模型估计理论进一步优化H_∞滤波参数。经过仿真试验,该参数优化方法是提高SINS动基座对准H_∞滤波器估计效果的有效手段。 展开更多

关键词 动基座对准 H∞滤波 参数优化 多模型估计

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经典控制理论在MEMS惯导系统空中动基座对准中的应用

5

作者 苏祥荣 王毅飞 赛音 《战术导弹控制技术》 2013年第1期5-7,共3页

高精度惯导系统空中动基座对准通常采用卡尔曼滤波算法，MEMS惯导系统由于器件精度较差，惯性参数波动较大，采用卡尔曼滤波算法，如模型不准，会影响对准精度以及对准完成后的导航精度。在MEMS惯导系统空中动基座对准方案中引入了经典... 高精度惯导系统空中动基座对准通常采用卡尔曼滤波算法，MEMS惯导系统由于器件精度较差，惯性参数波动较大，采用卡尔曼滤波算法，如模型不准，会影响对准精度以及对准完成后的导航精度。在MEMS惯导系统空中动基座对准方案中引入了经典控制理论，结构简单，且能保证精度。 展开更多

关键词 空中动基座对准 经典控制理论

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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

6

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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摇摆基座下旋转捷联系统粗对准技术研究 被引量：23

7

作者 孙枫 孙伟 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期929-936,共8页

阐述了利用惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)的转动调制惯性器件常值偏差的原理。针对载体处于摇摆基座下难以实现粗对准这一问题,在已有惯性系对准方法的基础上提出了改进的惯性系对准方案并应用于旋转捷联惯导系统中。利... 阐述了利用惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)的转动调制惯性器件常值偏差的原理。针对载体处于摇摆基座下难以实现粗对准这一问题,在已有惯性系对准方法的基础上提出了改进的惯性系对准方案并应用于旋转捷联惯导系统中。利用数字低通滤波器滤除由于摇摆和振荡运动产生的加速度干扰,实现了旋转捷联系统的粗对准。对比地分析了2种惯性系下的粗对准原理并进行了仿真,利用系泊实验进一步验证了改进的惯性系对准方案的可行性。结果表明,载体处于摇摆状态时,采用低通滤波方法可以有效地提取基座惯性系下的重力加速度信息,并建立更为准确的捷联矩阵;与传统的惯性系对准方法相比较可以看出,采用滤波技术的惯性系对准结果具有更好的稳定性,存在广阔的应用前景。 展开更多

关键词 惯导系统 摇摆基座 旋转调制 低通滤波器 粗对准

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鲁棒滤波及舰载武器捷联系统初始对准研究 被引量：6

8

作者 张炎华 程加斌 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期65-68,共4页

在系统的动态和噪声统计不确切了解的情况下，将Ｈ∞最优化方法用于舰载武器捷联惯性导航系统的初始对准过程，对失准角和仪表误差进行估计，解决了传统卡尔曼（Ｋａｌｍａｎ）滤波器的性能恶化问题，不仅具有较好的鲁棒性，而且可以较... 在系统的动态和噪声统计不确切了解的情况下，将Ｈ∞最优化方法用于舰载武器捷联惯性导航系统的初始对准过程，对失准角和仪表误差进行估计，解决了传统卡尔曼（Ｋａｌｍａｎ）滤波器的性能恶化问题，不仅具有较好的鲁棒性，而且可以较好地解决系统所要求的快速性和准确性之间的矛盾．最后推导了动基座对准方程。 展开更多

关键词 惯性导航系统 动基座对准 鲁棒滤波 舰载武器

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里程计组合的捷联惯导系统运动基座对准研究 被引量：16

9

作者 郭振西 缪玲娟 沈军 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期67-70,共4页

研究利用里程计(DTU)辅助实现惯性导航系统(SINS)运动基座下初始对准.利用分段线性定常系统分析方法,提取了不同运动基座情况下SINS/DTU组合系统的可观测性矩阵;通过计算可观测性矩阵奇异值的大小,定量分析了SINS/DTU组合系统的可观测度... 研究利用里程计(DTU)辅助实现惯性导航系统(SINS)运动基座下初始对准.利用分段线性定常系统分析方法,提取了不同运动基座情况下SINS/DTU组合系统的可观测性矩阵;通过计算可观测性矩阵奇异值的大小,定量分析了SINS/DTU组合系统的可观测度;比较了SINS/DTU组合系统和SINS/GPS组合系统的对准机理;并进行了系统仿真.结果表明,这种基于SINS/DTU组合的方法能够实现SINS系统的自主式初始对准;但与SINS/GPS组合系统相比,系统的可观测度稍弱,所需对准时间稍长. 展开更多

关键词 组合导航 捷联惯导系统 运动基座 初始对准 可观测度

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一种新的动基座快速传递对准方案及其仿真研究 被引量：7

10

作者 王司 邓正隆 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期321-325,共5页

针对捷联惯导系统的动基座初始对准问题,提出了一种新的动基座快速传递对准方案。该方案采用速度+姿态变化量匹配,直接对主、子惯导导航坐标系之间的失准角进行估计,可以使航向失准角快速收敛。通过仿真,研究了注入噪声和测量噪声水平... 针对捷联惯导系统的动基座初始对准问题,提出了一种新的动基座快速传递对准方案。该方案采用速度+姿态变化量匹配,直接对主、子惯导导航坐标系之间的失准角进行估计,可以使航向失准角快速收敛。通过仿真,研究了注入噪声和测量噪声水平、机动运动强度和幅度、复合机动运动、载机运动方向等六个因素对对准性能的影响。结果表明:其对准性能取决于水平失准角的估计精度和速度;失准角的估计精度和速度与注入噪声水平和测量噪声水平、机动运动的强度和幅度有关;复合机动运动对对准性能有正反两方面的影响。 展开更多

关键词 捷联惯导系统 动基座对准 传递对准 卡尔曼滤波

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一种车载捷联惯导行进间QUEST优化粗对准算法 被引量：7

11

作者 韩勇强 王新健 +1 位作者 谢玲 陈家斌 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期41-46,共6页

针对车载捷联惯导的传统动基座对准方法精度较低及环境适应性较差的问题,提出了一种基于QUEST的行进间粗对准优化算法。首先使用姿态矩阵分解的方法,得到不同参考系下对重力矢量的观测值。然后分析不同环境对于对准算法的影响,利用优化... 针对车载捷联惯导的传统动基座对准方法精度较低及环境适应性较差的问题,提出了一种基于QUEST的行进间粗对准优化算法。首先使用姿态矩阵分解的方法,得到不同参考系下对重力矢量的观测值。然后分析不同环境对于对准算法的影响,利用优化的QUEST算法,对不同时刻的重力矢量信息进行分析,基于误差信息对权重值大小进行合理分配,提高算法稳定性。实时估计车载体姿态、速度、位置,并反馈到下一次计算中去,形成闭环,提高粗对准精度。仿真和车载实验表明,该算法能够实现车辆行进过程中的姿态粗对准,多组实验下航向角误差在150 s内可达到±2°以内。 展开更多

关键词 捷联惯导 里程计 动基座对准 QUEST算法

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自抗扰控制技术在捷联惯导动基座初始对准中的应用研究 被引量：6

12

作者 牛立 李莉 +1 位作者 赵慧 庄良杰 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第6期27-33,共7页

提出并设计了应用自抗扰控制技术(ADRC)的捷联惯性系统动基座初始对准方案。通过数字仿真,将卡尔曼滤波与自抗扰控制的性能进行了详细的比较,证明该方法具有对准时间快,精度高,抗干扰能力强等特点。

关键词 自抗扰控制技术 捷联惯导 ADRC 卡尔曼滤波 初始对准 动基座 误差模型 积分型扩张状态观测器 系统动态补偿器设计

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捷联惯导系统极区动基座对准 被引量：6

13

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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基于鲁棒滤波的组合导航系统动基座对准 被引量：5

14

作者 高亚楠 陈家斌 杨亭鹏 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2005年第7期1260-1263,共4页

基于采用旋转组件的SINS/GPS组合导航系统,讨论了系统中的旋转组件转速误差和GPS信号延迟带来的时间不同步问题,针对这些扰动造成的系统模型误差,提出将基于极小极大准则的H∞滤波用于组合导航系统的动基座对准。通过对载体在不同运动... 基于采用旋转组件的SINS/GPS组合导航系统,讨论了系统中的旋转组件转速误差和GPS信号延迟带来的时间不同步问题,针对这些扰动造成的系统模型误差,提出将基于极小极大准则的H∞滤波用于组合导航系统的动基座对准。通过对载体在不同运动方式下的动基座对准仿真,对Kalman滤波和H∞滤波的性能进行比较,证明H∞滤波算法具有对准时间快,精度高,抗干扰能力强的特点。 展开更多

关键词 组合导航 动基座对准 鲁棒滤波 旋转组件 时间不同步

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基于多矢量定姿的动基座最优化对准算法 被引量：5

15

作者 刘文倩 程向红 +1 位作者 曹鹏 丁鹏 《飞控与探测》 2021年第5期27-33,共7页

针对车载捷联惯导系统(Strapdown Inertial Navigation System,SINS)的传统动基座粗对准方法精度低且环境适应性差的问题,提出了一种基于多矢量定姿的动基座最优化粗对准算法。在传统的基于重力矢量的初始对准方法的基础上,将姿态矩阵... 针对车载捷联惯导系统(Strapdown Inertial Navigation System,SINS)的传统动基座粗对准方法精度低且环境适应性差的问题,提出了一种基于多矢量定姿的动基座最优化粗对准算法。在传统的基于重力矢量的初始对准方法的基础上,将姿态矩阵求解问题转化成了Wahba问题,实现了对多个时刻重力矢量信息的充分利用,并通过SVD算法实现了对Wahba问题的求解。结合全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的输出信息和SINS输出信息,构建了状态方程和量测方程,采用Sage-Husa自适应滤波算法解决了量测噪声不准确的问题,不断修正载体系变换矩阵以获得更加精确的姿态转换矩阵。仿真和半物理实验表明,改进算法能够明显提高惯导系统在动基座下的姿态精度,转台实验对准方位误差小于0.05°。 展开更多

关键词 捷联惯导系统 动基座对准 Wahba问题 SVD算法 Sage-Husa自适应滤波

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一种提高捷联惯导系统动基座初始对准精度的方法 被引量：4

16

作者 赵政 刘冰 《导航与控制》 2018年第5期66-71,共6页

捷联惯导系统初始对准精度直接影响系统导航精度,以适用于动基座的惯性凝固系粗对准方法为基础,针对船载设备动基座机动条件,通过实际数据分析,提出了一种粗对准方案,在相同的载体运行条件下,对减小粗对准误差,进而提高导航精度有一定... 捷联惯导系统初始对准精度直接影响系统导航精度,以适用于动基座的惯性凝固系粗对准方法为基础,针对船载设备动基座机动条件,通过实际数据分析,提出了一种粗对准方案,在相同的载体运行条件下,对减小粗对准误差,进而提高导航精度有一定帮助。相对于原粗对准方法,通过试验仿真验证,粗对准精度均有所提高,在此基础上初始对准后,1h导航定位误差从2nmil提高到约0.45nmil。 展开更多

关键词 捷联惯导系统 动基座初始对准 导航误差 IIR滤波 对准算法

原文传递

基于自适应鲁棒滤波的SINS/DVL动基座初始对准方法 被引量：2

17

作者 肖强 文笃石 +2 位作者 段明磊 杨童 张成林 《中国测试》 CAS 北大核心 2022年第5期116-122,共7页

针对传统的基于矢量重构的鲁棒粗对准方法对DVL量测噪声敏感的问题,提出基于自适应鲁棒滤波的动基座鲁棒粗对准方法,实现动态跟踪DVL量测噪声,提高粗对准精度。首先建立姿态确定模型和观测矢量误差模型;然后分析矢量重构模型,提出基于... 针对传统的基于矢量重构的鲁棒粗对准方法对DVL量测噪声敏感的问题,提出基于自适应鲁棒滤波的动基座鲁棒粗对准方法,实现动态跟踪DVL量测噪声,提高粗对准精度。首先建立姿态确定模型和观测矢量误差模型;然后分析矢量重构模型,提出基于自适应鲁棒滤波的参数估计技术,动态跟踪速度噪声,优化参数估计过程,提高矢量重构精度;接着通过最优基算法获得最优姿态四元数;最后进行仿真实验验证。实验表明,该方法较传统方法鲁棒性更强,收敛速度更快,600 s对准结束时刻准确度提高79%。 展开更多

关键词 动基座初始对准 DVL辅助 自适应噪声 鲁棒对准方法

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捷联系统初始对准的H_∞优化设计

18

作者 程加斌 张炎华 铁锦程 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 1997年第9期1-3,9,共4页

本文将Ｈ∞最优化方法应用于舰载武器捷联惯性导航系统的自对准过程，对失准角和仪表误差进行估计，克服了系统的动态和噪声统计不确切已知的情况下，传统卡尔曼（Ｋａｌｍａｎ）滤波器的性能恶化问题，不仅具有较好的鲁棒性，而且可以... 本文将Ｈ∞最优化方法应用于舰载武器捷联惯性导航系统的自对准过程，对失准角和仪表误差进行估计，克服了系统的动态和噪声统计不确切已知的情况下，传统卡尔曼（Ｋａｌｍａｎ）滤波器的性能恶化问题，不仅具有较好的鲁棒性，而且可以较好地解决系统所要求的快速性和准确性之间的矛盾。文章推导了动基座对准的方程并给出仿真结果。 展开更多

关键词 捷联式 惯性导航 最优设计 卡尔曼滤波 舰船

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弹用平台惯导系统空中动基座对准技术 被引量：3

19

作者 杨博 胡平华 敬军 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第2期151-154,共4页

通过建立动基座对准速度匹配的系统模型,对影响传递对准的一些重要因素如杆臂效应、挠曲振动等进行了分析,按照既定的载机机动方案采集飞行数据进行离线仿真。仿真结果表明,自适应卡尔曼滤波可达到对准时间15min,水平对准误差小于1′,... 通过建立动基座对准速度匹配的系统模型,对影响传递对准的一些重要因素如杆臂效应、挠曲振动等进行了分析,按照既定的载机机动方案采集飞行数据进行离线仿真。仿真结果表明,自适应卡尔曼滤波可达到对准时间15min,水平对准误差小于1′,方位对准误差小于6′,水平轴陀螺测漂小于0.02(°)/h的指标要求,证明S形机动速度匹配自适应卡尔曼滤波方案设计正确。利用机载试验数据进行的离线仿真验证,在将自适应卡尔曼滤波理论应用于工程实际方面以及对空中动基座对准方案的试验验证方面具有创新性。 展开更多

关键词 动基座对准 平台惯导系统 卡尔曼滤波 空中

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外杆臂效应对于船用捷联惯导罗经对准影响分析 被引量：3

20

作者 姜述强 刘繁明 +2 位作者 魏风梅 张强 黄磊 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期174-181,共8页

捷联惯导系统在动基座罗经对准中需要计程仪提供速度,然而计程仪(位于船底部)和捷联惯导系统(位于罗经室)之间存在的外杆臂效应使得计程仪提供的速度存在误差.为分析外杆臂效应对动基座罗经对准性能的影响,推导了船舶纵摇、横摇、转弯... 捷联惯导系统在动基座罗经对准中需要计程仪提供速度,然而计程仪(位于船底部)和捷联惯导系统(位于罗经室)之间存在的外杆臂效应使得计程仪提供的速度存在误差.为分析外杆臂效应对动基座罗经对准性能的影响,推导了船舶纵摇、横摇、转弯情况下,外杆臂效应导致的速度误差表达式,同时,建立了速度误差与罗经对准误差角之间的关系,进一步推得外杆臂效应速度误差对于罗经对准的影响.理论分析与仿真表明:外杆臂效应会引起罗经对准水平和方位对准误差,该误差与摇摆和转弯的幅度,外杆臂的长度构成递增关系. 展开更多

关键词 捷联惯性导航系统 动基座 罗经对准 计程仪 外杆臂效应

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