移动卫星通信捷联式天线稳定系统 被引量：34

1

作者 滕云鹤 毛献辉 +2 位作者 章燕申 李俊峰 刘进江 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期72-75,共4页

介绍了一种应用激光陀螺惯性导航系统组成的移动卫星通信的捷联式天线稳定系统 ,给出了天线稳定和跟踪的控制方法和最优值搜索法。采用该系统可测量载体的姿态角和经度纬度 ,借助于惯性系统的输出信号控制天线轴使天线跟踪指定的卫星 ,... 介绍了一种应用激光陀螺惯性导航系统组成的移动卫星通信的捷联式天线稳定系统 ,给出了天线稳定和跟踪的控制方法和最优值搜索法。采用该系统可测量载体的姿态角和经度纬度 ,借助于惯性系统的输出信号控制天线轴使天线跟踪指定的卫星 ,卫星天线接收的信号可检测出跟踪误差 ,通过伺服系统控制天线转动 ,以使通讯信号为最强。采用了 GPS修正惯性系统的误差 ,成为 GPS/ INS的组合系统。在山区道路上跑车试验结果表明 ,当车的横滚角和俯仰角达到 6°,频率为 1Hz,方位角变化 180°时 ,在此动态条件下根据测量的卫星信号场强可知 ,跟踪误差小于 0 .2°。接收到的电视信号稳定清晰 ,图像和电话信号都是满意的。跑车试验表明 。 展开更多

关键词 卫星通信 天线稳定 激光陀螺 捷联惯性导航系统

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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

2

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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管道地理坐标内检测的里程校正算法 被引量：16

3

作者 杨理践 杨洋 +1 位作者 高松巍 李瑞强 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期26-31,共6页

利用管道清管器(pipeline cleaner,PIG)搭载捷联惯导(strap down intertial navigation system,SINS)器件实现管道地理坐标的定期测量。SINS计算的结果发散是测量系统实用化的瓶颈,为此将PIG里程校正的卡尔曼(Kalman)滤波方法应用于管... 利用管道清管器(pipeline cleaner,PIG)搭载捷联惯导(strap down intertial navigation system,SINS)器件实现管道地理坐标的定期测量。SINS计算的结果发散是测量系统实用化的瓶颈,为此将PIG里程校正的卡尔曼(Kalman)滤波方法应用于管道地理坐标测量中。根据管道内检测环境的需要选择霍尔式里程轮和采用微机电系统(micro-electromechanical systems,MEMS)的惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU);针对MEMS器件精度较低的问题,利用分离滤波方法减小信号的零偏噪声,使惯性信号满足Kalman滤波的需要;建立了9维状态误差的数学模型,将里程轮的速度与SINS计算的速度之差作为观测量,通过Kalman滤波对管道定位的状态误差进行估计和补偿;搭建实验装置进行实验验证。结果表明,校正算法解决了计算结果发散的问题,检测160 m长度的管道精度达到3.8%,具有一定的实用性。 展开更多

关键词 管道地理坐标 管道内检测 捷联惯导 卡尔曼滤波 姿态角 误差模型 里程轮

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基于Simulink的海底捷联惯性导航系统数学仿真 被引量：6

4

作者 余洁 杨平 《计算机仿真》 CSCD 2004年第10期8-11,共4页

该文提出海底用捷联惯性导航系统导航的设计方案。在分析了捷联惯性导航系统的工作原理的基础上,用Matlab/Simulink建立导航系统仿真模型,并进行了仿真研究。仿真模型的输出信号为载体的经度,纬度和高度,可以直接用来显示在外部计算机... 该文提出海底用捷联惯性导航系统导航的设计方案。在分析了捷联惯性导航系统的工作原理的基础上,用Matlab/Simulink建立导航系统仿真模型,并进行了仿真研究。仿真模型的输出信号为载体的经度,纬度和高度,可以直接用来显示在外部计算机上或驱动误差修正模型。该方法充分利用了Simulink的优点,实现了高度可视化的仿真实验,也为捷联惯性导航系统的仿真提供了新的实现途径。该方法不但适用于系统的全数学仿真,而且可以推广到半实物仿真实验,有着很大的工程实用价值和推广意义。 展开更多

关键词 海底导航 捷联惯性导航系统 仿真 模型

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位姿检测技术在煤矿井下工作面巡检机器人中的应用 被引量：12

5

作者 张旭辉 周颖 +1 位作者 杨文娟 杜昱阳 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第5期152-155,160,共5页

针对煤矿井下综采工作面巡检机器人实时定位难题,提出了一种基于多传感器信息融合的组合导航位姿检测方法。通过研究微机电系统(MEMS)捷联惯导的姿态导航算法和地磁导航算法,以地磁信息获得实时航向角信息,利用卡尔曼滤波融合多源信息... 针对煤矿井下综采工作面巡检机器人实时定位难题,提出了一种基于多传感器信息融合的组合导航位姿检测方法。通过研究微机电系统(MEMS)捷联惯导的姿态导航算法和地磁导航算法,以地磁信息获得实时航向角信息,利用卡尔曼滤波融合多源信息来抑制航向角的漂移,结合四元数和改进的航姿参考系统算法,确定巡检机器人的姿态信息,实现机器人实时位姿测量。借助精密三轴转台和综采工作面实验平台,对组合导航位姿测量系统的静态漂移、动态误差以及振动工况对精度的影响进行了测试。实验结果表明:静态漂移的标准差不大于0.02,测量精度较单一的位姿检测技术有所提高,达到应用要求。 展开更多

关键词 综采工作面巡检机器人 捷联惯导系统 精确定姿 减振

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水下导航定位技术综述 被引量：9

6

作者 张涛 夏茂栋 +2 位作者 张佳宇 朱永云 童金武 《全球定位系统》 CSCD 2022年第4期1-16,共16页

自主式水下航行器(AUV)作为海洋资源的开发与利用的主要载体,执行任务时需要准确的定位信息.现有AUV主要采用捷联惯性导航系统(SINS)为主,声学导航和地球物理场匹配导航技术为辅的导航方式.本文简述水下导航方式基本原理、优缺点和适用... 自主式水下航行器(AUV)作为海洋资源的开发与利用的主要载体,执行任务时需要准确的定位信息.现有AUV主要采用捷联惯性导航系统(SINS)为主,声学导航和地球物理场匹配导航技术为辅的导航方式.本文简述水下导航方式基本原理、优缺点和适用场景;探讨各类导航方式包含的关键技术,提高组合导航精度和稳定性.通过分析现阶段存在问题,展望水下导航的未来发展趋势. 展开更多

关键词 自主式水下航行器(AUV) 捷联惯性导航系统(sins) 声学导航 地球物理场匹配 组合导航

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基于地轴矢量解算的SINS无纬度支持自对准方法 被引量：8

7

作者 郑振宇 周爱军 +1 位作者 唐君 徐轩彬 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期77-84,共8页

针对无纬度条件下SINS初始对准问题,提出了一种基于地轴矢量解算的对准方法。在静止基座下,利用陀螺仪敏感地轴矢量,直接建立导航系轴向矢量在载体系的正交投影,解析式确定姿态矩阵;晃动基座条件下,根据惯性系重力矢量观测,构建以地轴... 针对无纬度条件下SINS初始对准问题,提出了一种基于地轴矢量解算的对准方法。在静止基座下,利用陀螺仪敏感地轴矢量,直接建立导航系轴向矢量在载体系的正交投影,解析式确定姿态矩阵;晃动基座条件下,根据惯性系重力矢量观测,构建以地轴矢量为旋转轴的两组等角旋转矢量序列,利用QUEST算法求解旋转四元数实现对地轴矢量的优化解算,并以此建立导航系轴向矢量的载体惯性系投影,最后利用陀螺跟踪载体系相对惯性系的变化,确定载体系相对导航系的姿态关系。静止基座解算实验表明直接解析式对准与传统的解析式对准精度相当,但解算效率得到了提高;晃动基座仿真与船载实验均表明基于四元数的地轴矢量优化解算在精度上要优于三矢量几何解算方法,引入低通滤波环节后,对准精度进一步提高。 展开更多

关键词 地轴矢量 无纬度支持初始对准 sins

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基于Matlab/Simulink捷联式惯性导航系统仿真 被引量：6

8

作者 要瑞璞 《微计算机信息》 北大核心 2005年第2期194-195,共2页

本文根据捷联式惯性导航系统的特点,对系统的不同模块分别采用MATLAB语言编程和Simulink模块图方法对系统进行仿真,对由加速度计信息计算地理坐标系的角速度信息模块,由于工程中其结构图已知,采用Simulink进行仿真比较方便且误差较小;... 本文根据捷联式惯性导航系统的特点,对系统的不同模块分别采用MATLAB语言编程和Simulink模块图方法对系统进行仿真,对由加速度计信息计算地理坐标系的角速度信息模块,由于工程中其结构图已知,采用Simulink进行仿真比较方便且误差较小;对系统中的四元数以及姿态角的计算,由于计算量大,解算公式复杂,因此采用MATLAB语言编程进行仿真。最后通过执行MATLAB命令完成整个系统的仿真任务。本文的仿真方法克服了单纯应用MATLAB编程或其它高级语言编程仿真时的计算量大、难度高、周期长、误差大的缺点。使动态系统的仿真易于实现。 展开更多

关键词 捷联式惯性导航系统 仿真 误差 精度

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双星定位/捷联惯导组合导航技术 被引量：7

9

作者 林雪原 何友 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1485-1488,共4页

针对双星定位系统采用两颗地球同步卫星进行有源定位和存在定位位置滞后的特点,提出了双星定位/捷联惯性导航系统(SINS)组合的最优预测模型.该模型首先利用双星定位系统提供的滞后定位信息对组合系统进行最优预测,然后校正惯导.通过实... 针对双星定位系统采用两颗地球同步卫星进行有源定位和存在定位位置滞后的特点,提出了双星定位/捷联惯性导航系统(SINS)组合的最优预测模型.该模型首先利用双星定位系统提供的滞后定位信息对组合系统进行最优预测,然后校正惯导.通过实际动态试验表明,利用本文提出的方法可有效地对组合系统进行较好的滤波与校正,定位精度较高. 展开更多

关键词 组合导航 双星定位系统 捷联惯性导航系统 最优预测

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船用捷联惯性导航系统仿真技术研究 被引量：4

10

作者 江红 徐力平 +1 位作者 张炎华 赵忠华 《计算机仿真》 CSCD 2002年第5期96-99,共4页

该文提出船用捷联惯性导航系统仿真器的设计方案。针对船舶运动特点 ,根据船模的耐波性数据、惯性传感器的误差模型 ,可以模拟船舶受不同等级风浪扰动、采用不同种类的惯性传感器及配置方案时导航系统的输出 ,其实时输出信号可直接用来... 该文提出船用捷联惯性导航系统仿真器的设计方案。针对船舶运动特点 ,根据船模的耐波性数据、惯性传感器的误差模型 ,可以模拟船舶受不同等级风浪扰动、采用不同种类的惯性传感器及配置方案时导航系统的输出 ,其实时输出信号可直接用来驱动船用导航滤波器或其它仿真器。 展开更多

关键词 船用捷联惯性导航系统 仿真 误差模型 船舶

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SINS/GPS全姿态组合导航系统的UKF算法研究 被引量：6

11

作者 邓胜利 邵雷 吴平 《电光与控制》 北大核心 2010年第12期24-28,共5页

将UKF算法应用于SINS/GPS全姿态组合导航系统,给出了一种GPS测量姿态角的方法,推导了姿态角误差与平台失准角之间的关系,建立了系统的非线性误差模型,设计了UKF滤波器。仿真结果表明,将UKF算法用于SINS/GPS全姿态组合导航系统可以改善... 将UKF算法应用于SINS/GPS全姿态组合导航系统,给出了一种GPS测量姿态角的方法,推导了姿态角误差与平台失准角之间的关系,建立了系统的非线性误差模型,设计了UKF滤波器。仿真结果表明,将UKF算法用于SINS/GPS全姿态组合导航系统可以改善系统的可观测性,提高导航精度。 展开更多

关键词 组合导航 UKF 捷联惯导系统 全球定位系统

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易于实现的捷联式惯性导航系统仿真 被引量：4

12

作者 吴小兰 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第4期89-90,94,共3页

利用MATLAB数值计算的强大功能和Simulink建模容易实现的特点,进行了捷联式惯性导航系统的仿真研究。对四元数及姿态矩阵等的解算采用MATLAB编程实现,陀螺仪和加速计的建模用Simulink实现,将MATLAB程序与Simulink模型进行交互,得出仿真... 利用MATLAB数值计算的强大功能和Simulink建模容易实现的特点,进行了捷联式惯性导航系统的仿真研究。对四元数及姿态矩阵等的解算采用MATLAB编程实现,陀螺仪和加速计的建模用Simulink实现,将MATLAB程序与Simulink模型进行交互,得出仿真结果。该方法降低了单纯应用MATLAB或Simu-link进行仿真的复杂度,使仿真既可靠又易于实现。 展开更多

关键词 捷联式惯性导航系统(sins) 仿真 模型 误差

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用于旋转调制捷联惯导系统的旋转控制方法 被引量：5

13

作者 刘芳 王玮 张仲毅 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期17-21,共5页

针对旋转调制式捷联惯导系统的电机连续正反转的控制问题,为了满足平稳旋转和反转瞬间对电机转角位置的高精度要求,提出PID控制与开环控制相结合的电机连续正反转的控制方法,并验证了该方法在保证精度的前提下相比于其它的控制算法更为... 针对旋转调制式捷联惯导系统的电机连续正反转的控制问题,为了满足平稳旋转和反转瞬间对电机转角位置的高精度要求,提出PID控制与开环控制相结合的电机连续正反转的控制方法,并验证了该方法在保证精度的前提下相比于其它的控制算法更为简单易行。分析了旋转控制的角度误差对导航的影响,介绍了系统结构、算法流程和系统调试方法。仿真和实际结果表明:该方法不仅使电机反转瞬间的角度误差降至30角秒以下,还保证了控制方式转换时的平稳过渡,实现了电机的平稳反转。 展开更多

关键词 旋转调制 捷联惯导 电机控制 PID控制 正反旋转

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基于多接收机的卫星/惯性组合导航系统研究 被引量：4

14

作者 刘娣 陈桂 朱松青 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2021年第12期39-44,共6页

针对单频单系统卫星/惯性组合导航系统精度不高的特点,提出一种基于多接收机的卫星/惯性组合导航系统,该方法利用多个接收机导航信息参与组合导航解算,补偿惯性导航系统误差,采用集中式和分散式两种方法处理多接收机和惯性导航系统信息... 针对单频单系统卫星/惯性组合导航系统精度不高的特点,提出一种基于多接收机的卫星/惯性组合导航系统,该方法利用多个接收机导航信息参与组合导航解算,补偿惯性导航系统误差,采用集中式和分散式两种方法处理多接收机和惯性导航系统信息融合问题。实验结果表明,多接收机配置相对于单接收机导航精度得到了明显的提高,分散式处理方法能够在保持定位精度的同时提高计算效率。由于单频单系统接收机成本较低,该方法能够在不显著提高成本的情况下,显著提高单频单系统卫星/惯性组合导航系统定位精度。 展开更多

关键词 组合导航 多接收机 捷联惯性导航系统

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无人机捷联惯导系统测试设备的设计 被引量：4

15

作者 肖刘 《航空电子技术》 2011年第1期51-54,共4页

针对某型无人机捷联惯导系统(SINS)的测试问题,采用虚拟仪器技术设计出了满足系统检测需求的测试设备。简单论述了该系统测试设备的总体设计,并对其软硬件设计进行了详细介绍。该测试设备以工业控制计算机为硬件平台,所有的测试板卡都... 针对某型无人机捷联惯导系统(SINS)的测试问题,采用虚拟仪器技术设计出了满足系统检测需求的测试设备。简单论述了该系统测试设备的总体设计,并对其软硬件设计进行了详细介绍。该测试设备以工业控制计算机为硬件平台,所有的测试板卡都安装在工业控制计算机插槽上,利用工业控制计算机的强大功能,完成信号采集、任务管理等功能。测试平台的软件采用LabVIEW图形化编程语言,实现系统测试、故障检测、用户管理、测试系统维护以及测试报告管理等功能。 展开更多

关键词 捷联惯导系统(sins) 虚拟仪器技术 测试设备

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基于可观测度反馈的SINS/DVL组合导航算法 被引量：4

16

作者 李志炜 岳崴 +2 位作者 高胜峰 蔡鹏 朱海荣 《水下无人系统学报》 北大核心 2020年第2期155-161,共7页

针对捷联惯导/多普勒计程仪(SINS/DVL)组合导航中部分系统状态对无人水下航行器(UUV)导航精度影响较大但可观测性相对较弱的问题,提出一种基于可观测度反馈的SINS/DVL组合导航算法。该算法通过量化分析系统各状态参数的可观测性,根据系... 针对捷联惯导/多普勒计程仪(SINS/DVL)组合导航中部分系统状态对无人水下航行器(UUV)导航精度影响较大但可观测性相对较弱的问题,提出一种基于可观测度反馈的SINS/DVL组合导航算法。该算法通过量化分析系统各状态参数的可观测性,根据系统状态参数在不同机动状态下可观测度不同的特点,构造基于可观测度反馈的自适应调节因子,增加高可观测度时的系统状态参数的估计占比,以此来提高组合导航滤波算法的适应性和滤波估计精度。利用湖试数据对上述算法的性能进行了验证。结果表明,可观测度反馈滤波算法累积误差明显小于常规卡尔曼滤波算法,在相同的精度要求下,可延长水下SINS/DVL组合导航自主航行的时间。 展开更多

关键词 无人水下航行器 组合导航 捷联惯导 多普勒计程仪 可观测度

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自适应数字滤波技术在光纤陀螺SINS中的应用 被引量：4

17

作者 于飞 阮双双 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第4期154-157,共4页

光纤陀螺捷联惯导系统(SINS)对外界环境极为敏感,系统的输出信号中含有复杂的高频随机噪声,此噪声将导致系统的长时间导航精度较差。要进一步提升导航系统的精度,必须使用更为有效的滤波技术对器件的输出噪声做处理。传统的数字滤波器... 光纤陀螺捷联惯导系统(SINS)对外界环境极为敏感,系统的输出信号中含有复杂的高频随机噪声,此噪声将导致系统的长时间导航精度较差。要进一步提升导航系统的精度,必须使用更为有效的滤波技术对器件的输出噪声做处理。传统的数字滤波器采用先验固定截止频率,它往往与实际截止频率存在偏差。为了更加有效地消除器件的高频噪声,提出一种基于稳态隐马尔科夫模型卡尔曼滤波器(HMM/KF)的自适应数字滤波设计方法,并用此方法设计的自适应数字滤波器处理光纤陀螺的原始输出信号,从而高效滤除陀螺仪输出信号中的高频随机噪声。 展开更多

关键词 捷联惯性导航系统 自适应数字滤波器 自适应截止频率 隐马氏卡尔曼滤波器

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均匀重采样粒子滤波器在SINS初始对准中的应用 被引量：1

18

作者 裴福俊 孙新蕊 +1 位作者 刘红云 崔平远 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期567-571,595,共6页

针对标准粒子滤波算法中存在的样本贫化问题,提出一种在随机重采样中加入均匀采样的均匀重采样方法,不但可以保证标准粒子滤波算法逼近精度,同时能通过保留被抛弃粒子的分布范围增加粒子的多样性.针对捷联惯性导航系统的初始对准问题,... 针对标准粒子滤波算法中存在的样本贫化问题,提出一种在随机重采样中加入均匀采样的均匀重采样方法,不但可以保证标准粒子滤波算法逼近精度,同时能通过保留被抛弃粒子的分布范围增加粒子的多样性.针对捷联惯性导航系统的初始对准问题,应用这种均匀重采样的粒子滤波算法进行了仿真研究.仿真结果表明,在初始方位失准角为10°的情况下,均匀重采样粒子滤波算法的对准精度高于标准的粒子滤波算法,初始对准的稳定性也得到了有效改善. 展开更多

关键词 粒子滤波 捷联惯性导航系统 初始对准 重采样

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捷联式惯性导航系统性能的综合评价新方法 被引量：3

19

作者 要瑞璞 《计算机仿真》 CSCD 2005年第2期48-50,共3页

该文根据捷联式惯性导航系统的组成元件及功能 ,给出评价其性能的多层次指标体系 ,具体评价步骤如下 :首先由专家采用百分制给出的三角模糊数的初始评价矩阵 ,选用隶属函数得到三角模糊数隶属关系阵。其次利用AHP[1 ] 确定各层次的指标... 该文根据捷联式惯性导航系统的组成元件及功能 ,给出评价其性能的多层次指标体系 ,具体评价步骤如下 :首先由专家采用百分制给出的三角模糊数的初始评价矩阵 ,选用隶属函数得到三角模糊数隶属关系阵。其次利用AHP[1 ] 确定各层次的指标权重 ,由此建立了三角模糊数与AHP相结合的多层次模糊评价模型。最后应用Yager方法计算三角模糊数的平均值对各系统的评价结果进行排序。此方法弥补了单纯的AHP法解决多层次问题以及对评价结果排序的不足。为评价实际工程中多系统。 展开更多

关键词 三角模糊数 综合评价 捷联式惯性导航系统

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AUV组合导航系统中H_∞滤波技术 被引量：2

20

作者 段世梅 康凤举 +1 位作者 王彦恺 黄永华 《鱼雷技术》 2009年第1期14-17,共4页

为了提高自主水下航行器(AUV)组合导航系统精度,选择了捷联式惯性导航系统(SINS)、多普勒速度声纳(DVS)以及地形匹配导航系统(TAN)作为AUV组合导航系统导航传感器,建立了AUV组合导航系统的状态模型和导航传感器观测模型,运用了一种基于... 为了提高自主水下航行器(AUV)组合导航系统精度,选择了捷联式惯性导航系统(SINS)、多普勒速度声纳(DVS)以及地形匹配导航系统(TAN)作为AUV组合导航系统导航传感器,建立了AUV组合导航系统的状态模型和导航传感器观测模型,运用了一种基于径向基函数(RBF)神经网络进行H∞滤波信息分配的信息融合方法,并进行了计算机软件仿真。仿真结果表明,在有色噪声情况下,AUV组合导航系统的导航姿态、速度和位置精度得到了提高,有效地克服了传统滤波容易发散的缺点,提高了AUV组合导航系统的容错性能和导航精度。 展开更多

关键词 自主水下航行器(AUV) 捷联式惯性导航系统(sins) 多普勒速度声纳(DVS) 地形匹配导航系统(TAN) H∞滤波 组合导航系统

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