基于虚拟圆球模型的横向极区导航方法（英文） 被引量：7

1

作者 覃方君 常路宾 +3 位作者 佟林 王智 黄春福 查峰 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期571-578,共8页

为减小传统横向极区导航中地球模型引起的主要误差,通常采用椭球地球模型以及复杂的横向转换。基于惯性导航计算中地球半径与速度密切相关的事实,提出利用"虚拟圆球"模型简化横向转换,通过速度补偿减小因模型简化而导致的原... 为减小传统横向极区导航中地球模型引起的主要误差,通常采用椭球地球模型以及复杂的横向转换。基于惯性导航计算中地球半径与速度密切相关的事实,提出利用"虚拟圆球"模型简化横向转换,通过速度补偿减小因模型简化而导致的原理性误差。在载体位置处以卯酉圈半径为半径,构造了一个"虚拟圆球",提出了基于"虚拟圆球"模型的极区横向导航算法。详细推导了采用"虚拟圆球"模型的改进横向极区导航的姿态、速度和位置微分方程。同时,采用扩张系数来补偿载体的速度。对基于圆球模型、椭球模型以及虚拟圆球模型的三种横向导航方法进行了比较。数值仿真结果表明,该方法简化了椭球模型方法的复杂编排,其导航精度优于传统圆球模型方法,与椭球模型方法一致。 展开更多

关键词 惯性导航 极区 横向导航 虚拟圆球

下载PDF 职称材料

RLG INS/GNSS极区组合导航方法 被引量：3

2

作者 张永健 王林 +2 位作者 魏国 高春峰 罗晖 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第S02期106-113,共8页

针对航空飞行器跨极区飞行,导航坐标系转换导致滤波器结构变化,进而影响导航精度的问题,提出了基于协方差变换的环形激光陀螺惯导/全球导航卫星系统算法(Ring Laser Gyroscope Inertial Navigation System/Global Navigation Satellite ... 针对航空飞行器跨极区飞行,导航坐标系转换导致滤波器结构变化,进而影响导航精度的问题,提出了基于协方差变换的环形激光陀螺惯导/全球导航卫星系统算法(Ring Laser Gyroscope Inertial Navigation System/Global Navigation Satellite System,RLG INS/GNSS)。通过建立地理坐标系、格网坐标系下系统误差状态及其协方差的转换关系,设计了具有全纬度适用性的组合导航滤波器,并通过跑车实验以及半实物仿真实验对算法的有效性进行了验证。实验结果表明,协方差变换算法可以有效解决导航坐标系转换导致的滤波不稳定问题,相较于无协方差变换,系统状态误差减小一个数量级。 展开更多

关键词 协方差变换 极区导航 格网坐标系 RLG INS/GNSS

下载PDF 职称材料

极区格网惯性导航性能分析 被引量：2

3

作者 彭文生 孙付平 +2 位作者 蔡韧鸣 肖凯 肖乐杰 《导航定位学报》 CSCD 2017年第2期38-43,54,共7页

针对传统惯导系统在极区因地理经线快速收敛导致无法精确定位定向的问题,提出一种利用格网坐标系直接获得格网航向进而优化惯导系统导航性能的方法:通过构建基于格网坐标系的导航方程和系统误差模型,重点分析采用格网坐标系的惯导系统... 针对传统惯导系统在极区因地理经线快速收敛导致无法精确定位定向的问题,提出一种利用格网坐标系直接获得格网航向进而优化惯导系统导航性能的方法:通过构建基于格网坐标系的导航方程和系统误差模型,重点分析采用格网坐标系的惯导系统在极区能够解决定向问题的原理。仿真结果表明,在极区使用格网坐标系代替地理坐标系作为导航系,能够较好地解决传统惯导系统在极区的定向难题,其姿态、速度和位置3者的误差与传统惯导系统在低纬度地区的误差相当。利用格网坐标系的惯导系统能够满足载体在极区航行的要求。 展开更多

关键词 极区 惯导系统 格网坐标系 误差模型 导航性能

下载PDF 职称材料

重力扰动对极区下高精度惯导系统的影响分析及补偿 被引量：2

4

作者 李倩 王德昭 +3 位作者 吉宇人 崔文婷 奔粤阳 宋欣萌 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期429-436,444,共9页

考虑载体极区航行下导航能力需求,研究了重力扰动对高精度惯导系统的影响和重力扰动补偿方法。首先,推导了重力扰动矢量在横地理坐标系投影;进一步,分别将水平重力扰动分量假设为确定性常值以及马尔科夫随机量,分析其对横坐标系捷联惯... 考虑载体极区航行下导航能力需求,研究了重力扰动对高精度惯导系统的影响和重力扰动补偿方法。首先,推导了重力扰动矢量在横地理坐标系投影;进一步,分别将水平重力扰动分量假设为确定性常值以及马尔科夫随机量,分析其对横坐标系捷联惯导系统的影响;在此基础上,基于EIGEN-6C4重力场球谐模型获取极区重力扰动数据,并利用三次样条插值法对其进行插值处理,从而对横坐标系下惯导系统进行重力扰动补偿。理论分析及仿真实验结果表明:在横坐标下,确定性常值水平重力扰动分量将导致惯导系统产生振荡性误差以及常值性偏差,随机水平重力扰动分量将导致系统位置误差呈线性振荡增长,且位置误差漂移率与重力扰动方差成正比,并且同时受载体航行速度及马尔科夫模型阶数影响,与常规坐标系下引起的误差一致。基于2190阶EIGEN-6C4重力场球谐模型对横坐标系捷联惯导系统进行重力扰动补偿后,水平姿态精度提高68%,定位精度提高2.5%。 展开更多

关键词 极区导航 横坐标系 重力扰动 误差分析 EIGEN-6C4

下载PDF 职称材料

极地自主水下机器人研究现状和关键技术 被引量：2

5

作者 宋德勇 刘浩 《船电技术》 2020年第9期36-39,共4页

极地自主式水下机器人是进行极地科学考察和相关研究的主要装备。本文首先介绍了目前国内外极地自主水下机器人的研究现状。然后,针对极地高纬度、大范围冰盖、极低温、复杂水声环境等主要特点,总结了布放回收、水声通信、导航定位、电... 极地自主式水下机器人是进行极地科学考察和相关研究的主要装备。本文首先介绍了目前国内外极地自主水下机器人的研究现状。然后,针对极地高纬度、大范围冰盖、极低温、复杂水声环境等主要特点,总结了布放回收、水声通信、导航定位、电池低温放电和总体设计等主要关键技术。最后,提出我国发展极地自主水下机器人的方向。 展开更多

关键词 极地 自主式水下机器人 水声通信 导航定位 电池低温放电

下载PDF 职称材料

基于格网坐标系的极区惯导误差分析 被引量：1

6

作者 孙永侃 张萍萍 +1 位作者 王海波 张汉武 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期148-152,共5页

针对传统惯导无法在极区提供高精度导航信息的问题,提出依据格林尼治子午线的平行线建立虚拟北(文中称为格网北),进而在格网北的基础上建立虚拟直角正交坐标系(文中称为格网坐标系),将其作为极区惯导的空间坐标基准,以解决极区导航参数... 针对传统惯导无法在极区提供高精度导航信息的问题,提出依据格林尼治子午线的平行线建立虚拟北(文中称为格网北),进而在格网北的基础上建立虚拟直角正交坐标系(文中称为格网坐标系),将其作为极区惯导的空间坐标基准,以解决极区导航参数解算中面临的坐标基准的数学理论问题。为了验证格网坐标系的有效性,建立了误差模型,仿真结果表明:采用文中建立的格网坐标系作为空间坐标基准,能够解算出高精度的导航信息。 展开更多

关键词 极区 惯性导航 格网坐标系 误差分析

下载PDF 职称材料

水下航行器极区内航行控制关键技术

7

作者 黄海 迪玉茹 +1 位作者 吝龙艳 阮卫 《自动化与仪器仪表》 2022年第2期6-10,共5页

随着极区经济利益和战略意义日益凸显,水下航行器在极区作战使用的需求逐步清晰。基于极区特殊的气候条件和地理环境,指出了水下航行器在高纬度及跨极区航行时,需要重点考虑导航、控制、仿真试验等多个问题。仿真试验结果验证了基于格... 随着极区经济利益和战略意义日益凸显,水下航行器在极区作战使用的需求逐步清晰。基于极区特殊的气候条件和地理环境,指出了水下航行器在高纬度及跨极区航行时,需要重点考虑导航、控制、仿真试验等多个问题。仿真试验结果验证了基于格网导航算法的水下航行器跨极区控制和导航策略及仿真方法的可行性。 展开更多

关键词 水下航行器 极区 航行控制

原文传递

基于横坐标系的捷联惯性导航系统/多普勒速度仪极区组合导航算法 被引量：14

8

作者 张福斌 马朋 王智辉 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1229-1235,共7页

针对传统指北方位的惯性导航力学编排在高纬度地区因地理经线快速收敛,建立相对于经线的航向越来越困难,以及在地理极点存在奇异值等问题,结合自主水下航行器在导航过程中对自主性、导航精度等需要,提出了基于横坐标系的捷联惯性导航系... 针对传统指北方位的惯性导航力学编排在高纬度地区因地理经线快速收敛,建立相对于经线的航向越来越困难,以及在地理极点存在奇异值等问题,结合自主水下航行器在导航过程中对自主性、导航精度等需要,提出了基于横坐标系的捷联惯性导航系统/多普勒速度仪极区组合导航方案。给出了横地球坐标系、横地理坐标系等定义以及与常规导航坐标系的转换关系;通过类比常用的指北方位惯性导航力学编排推导了基于横坐标系的惯性导航力学编排;设计了适用于极区的捷联惯性导航系统/多普勒速度仪组合导航卡尔曼滤波算法;对设计的组合导航系统进行了仿真分析。结果表明,该导航方案能有效抑制方位失准角的增长,导航定位精度可满足自主水下航行器极区导航的要求。 展开更多

关键词 控制科学与技术 组合导航 极区 横坐标系 捷联惯性导航系统

下载PDF 职称材料

基于虚拟圆球法向量的极区惯性导航算法 被引量：9

9

作者 刘潺 吴文启 +1 位作者 冯国虎 王茂松 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期421-428,共8页

提出了一种基于虚拟圆球法向量位置表示的具有全球范围适用性的惯性导航算法。避免了横坐标系、格网坐标系极区导航算法中参考椭球模型下曲率半径近似计算带来的误差问题,且不需要在极区算法和非极区算法之间进行复杂的切换。与地球坐... 提出了一种基于虚拟圆球法向量位置表示的具有全球范围适用性的惯性导航算法。避免了横坐标系、格网坐标系极区导航算法中参考椭球模型下曲率半径近似计算带来的误差问题,且不需要在极区算法和非极区算法之间进行复杂的切换。与地球坐标系下惯性导航算法相比,由于高度通道和水平通道的导航解算分开,便于通过阻尼抑制高度通道的误差发散问题。分别建立了高度通道和水平通道的误差微分方程,对极区和非极区惯性导航进行了统一的更加精确的误差特性分析。基于实际航海导航试验数据的仿真结果表明,相比横坐标系、格网坐标系极区导航算法,提出的极区导航算法形式简洁易实现,精度略高,且具有全球适用性。 展开更多

关键词 极区惯性导航算法 虚拟圆球 法向量 全球范围适用性

下载PDF 职称材料

北斗三号在极区导航定位性能的研究 被引量：8

10

作者 韩宇 刘国林 +3 位作者 杨世寨 陶秋香 王凤云 郭在洁 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2021年第5期25-32,共8页

针对GPS导航系统在极区范围内导航定位困难的问题,提出了一种采用创新型星座设计的北斗三号(BDS-3)系统对极区进行导航定位的新方法。采用轨道模拟的方式对BDS-3卫星模型解算,通过计算极区卫星可见性、高度角以及精度因子等主要导航性... 针对GPS导航系统在极区范围内导航定位困难的问题,提出了一种采用创新型星座设计的北斗三号(BDS-3)系统对极区进行导航定位的新方法。采用轨道模拟的方式对BDS-3卫星模型解算,通过计算极区卫星可见性、高度角以及精度因子等主要导航性能指标,对极区内定位性能指标的单点统计以及均值分布统计情况与GPS导航系统进行对比。随着截止高度角的增大,极区东半球部分BDS-3的可观测到的卫星数量比GPS更多;所有极区东半球以及部分极区西半球区域的各类DOP值明显低于GPS。因此,创新型星座设计的BDS-3在高对流层延迟下比GPS更有定位优势,为极区导航定位提供了新的选择。 展开更多

关键词 北斗三号 极区导航定位 卫星可见性 卫星高度角 精度因子

原文传递

基于马氏距离的极区容错联邦滤波算法

11

作者 程建华 周欣进 +1 位作者 刘佳鑫 常乐 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第8期143-148,共6页

针对舰船组合导航系统受极区极端恶劣环境影响发生外部量测故障从而降低系统精度的问题,提出基于马氏距离的极区容错联邦滤波算法。通过引入真实量测与预测量测之间的马氏距离来衡量各个子滤波器的量测质量,并通过马氏距离来构建各个子... 针对舰船组合导航系统受极区极端恶劣环境影响发生外部量测故障从而降低系统精度的问题,提出基于马氏距离的极区容错联邦滤波算法。通过引入真实量测与预测量测之间的马氏距离来衡量各个子滤波器的量测质量,并通过马氏距离来构建各个子滤波器在主滤波器最优融合中对应的融合系数,降低故障子滤波器在最优融合中的比例,减少故障子滤波器对全局估计的不良影响。实验仿真表明,该算法相较于传统的联邦滤波算法,尤其在子滤波器量测故障情况下,具有更好的容错性和可靠性。 展开更多

关键词 联邦滤波 极区组合导航 量测故障 信息融合

下载PDF 职称材料

横坐标系捷联惯导系统的卡尔曼滤波阻尼设计 被引量：2

12

作者 罗莉 张勇刚 方涛 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1336-1341,共6页

由于外速度信息存在误差,基于阻尼网络的横坐标系捷联惯导外水平阻尼算法虽然能抑制舒勒周期振荡,但是在阻尼切换过程中会引入较大的超调误差。因此设计了基于卡尔曼滤波技术的横坐标系捷联惯导外水平阻尼算法。首先建立了横坐标系捷联... 由于外速度信息存在误差,基于阻尼网络的横坐标系捷联惯导外水平阻尼算法虽然能抑制舒勒周期振荡,但是在阻尼切换过程中会引入较大的超调误差。因此设计了基于卡尔曼滤波技术的横坐标系捷联惯导外水平阻尼算法。首先建立了横坐标系捷联惯导的卡尔曼滤波数学模型,估计出横向姿态误差角;然后将估计的水平姿态误差角进行反馈校正,从而抑制系统的舒勒周期振荡。仿真实验表明,与基于阻尼网络的算法相比,所设计的阻尼算法不仅能抑制舒勒振荡误差,还能抑制阻尼切换过程中的超调误差,提高船舶在极区航行的导航精度。 展开更多

关键词 横坐标系 反馈校正 卡尔曼滤波 极区阻尼 捷联惯导

下载PDF 职称材料