重力辅助惯性导航的匹配算法初探

对重力辅助惯性导航技术的基本原理进行了分析,将采样卡尔曼滤波算法用于重力图形匹配。滤波通过设计少量的Σ点,并计算这些Σ点的经由非线性函数的传播,从而获得滤波值基于非线性状态方程的更新,较广义卡尔曼滤波具有计算精度高、便于计算的特点。     

重力辅助匹配惯性导航系统研究

常规的航位推算方法无法满足水下潜器长时间工作的导航要求,惯导设备的定位误差随时间积累,重力异常数据和重力梯度数据进行匹配辅助导航可以连续的对惯性导航系统积累误差进行校正。 文章介绍了利用重力辅助惯导的思想和原理,对重力辅助惯性导航进行了讨论,建立包含重力异常/ 重力梯度数据的 Kalman 滤波算法,并采用改进的 ICCP 算法对重力异常匹配导航进行了模拟试算,结果表明在现有的技术条件下,重力辅助匹配导航能够胜任水下航行的工作任务,保证长航时的水下定位精度。     

重力梯度仪辅助惯导导航的误差分析

研究了重力梯度仪辅助惯导的导航误差方程,计算某区域重力异常、垂线偏差和二阶的扰动重力张量,并在此基础上对扰动重力补偿惯导系统误差进行了仿真计算,与无重力梯度仪辅助惯导的误差进行数值比较,结果表明采用重力梯度仪辅助导航之后,扰动重力引起的惯导误差有了明显的改善。     

惯性技术视角下动态重力测量技术评述(四):无陀螺惯性导航与重力梯度测量的融合

加速度差分式重力梯度仪与无陀螺惯性导航系统都采用一组在三维空间中布置的加速度计,二者在硬件配置和工作原理层面都具有紧密联系。从比力测量的空间差分公式出发,详细推导了重力梯度测量和无陀螺惯性导航系统共同的工作原理,指出当前对后者的研究中存在的忽略重力梯度的问题,并论述了二者的融合应用。     

矢量重力测量系统的仿真

基于矢量重力测量数学模型，仿真了一段5000S的飞行过程，模拟了其SINS／GPS数据。详细描述了捷联惯性导航系统(SINS)中加速度计和陀螺数据仿真的方法，并给出了求解扰动重力的算法。仿真结果显示卡尔曼滤波器能有效地抑制误差积累。仿真的SINS／GPS数据可用于航空矢量重力测量的算法研究。     

海洋重力测量中系统误差的补偿研究

本文在分析总结海洋重力测量中的主要误差源基础上,从纯数学角度建立起能够反映海洋重力观测中系统误差变化规律的误差模型及其相应的测线网平差模型,分别提出两种补偿系统误差的解算方法,即自检校平差法和验后补偿法,并详细讨论了求解过程中的秩亏现象、误差模型的选择、附加参数权的确定以及系统误差补偿效果的显著性检验等一系列应用中的具体问题,最后本文使用一个实际观测网数据验证了两种补偿方法的有效性和可靠性。     

海洋重力测量技术专利检索分析研究

为更进一步认清国内外海洋重力测量技术的现状和发展趋势提供技术支撑,从海洋重力测量领域专利分析视角出发,在划分海洋重力测量关键技术分支,构建专利检索策略并开展全球范围专利检索的基础上,采用宏观到微观、定性与定量相结合的研究方法,对国内外该领域专利的布局特点、发展趋势、主要创新主体情况和高质量重点专利情况进行梳理研究,并对下一步海洋重力测量技术发展重点方向给出建议。研究结果可为我国海洋重力测量领域自主知识产权优化布局、自主创新能力提升和有关装备论证研制等提供技术支撑。     

海洋重力测量误差补偿简化方法研究

针对实际应用的需要,本文对作者先前提出的两种海洋重力测量误差补偿方法进行了简化,把原来严密的自检校平差简化为两步处理法,深入分析了简化方法的技术特点和适用范围。最后使用一个实际观测网数据验证了两步简化方法的有效性和可靠性。     

惯性技术视角下动态重力测量技术评述(三):惯性导航与重力测量的融合

动态重力仪和惯性导航系统的核心元件都是惯性元件,即陀螺仪和加速度计(重力传感器可以认为是一种特殊的加速度计),因此重力测量与惯性导航具有紧密的联系。从比力测量、物理与数学平台、惯性手段辅助重力测量,以及重力辅助惯性导航等方面分析了重力仪与惯性导航系统的紧密联系。并对惯性导航与重力测量的融合应用进行了分析。     

海洋重力测量动态环境效应分析与补偿

针对使用小型测量船搭载摆杆型海洋重力仪获取数据质量不高的问题,在深入分析海洋环境动态效应误差特性基础上,提出了一种基于互相关分析的交叉耦合效应修正法,对高动态海洋重力测量数据实施综合误差补偿和精细处理。使用典型恶劣海况条件下的观测数据对该方法的有效性进行了验证,结果显示,重力测线成果内符合精度从原先的±9.35×10-5m/s2大幅提升到±1.43×10-5m/s2,同时使用卫星测高反演重力对精细处理结果的可靠性进行了外部检核,外符合精度也从原先的±7.73×10-5m/s2提高到±5.63×10-5m/s2。     

转发式卫星导航定位系统性能分析

在介绍我国自主研发的利用通信卫星建立的转发式卫星导航定位系统组成、工作原理的基础上,利用STK软件从系统的几何精度因子、可见性和覆盖性三个方面,对该系统为我国及周边区域服务保障的性能进行了分析,结果表明该系统在中国区域的覆盖率可达到100%,对全球覆盖率可达到40%左右,定位精度随纬度的增加而逐渐降低。可以为我国及亚太地区提供高精度的导航、定位与授时服务,从而也推论该系统不仅可以作为北斗卫星导航定位系统的备份,还可以作为独立的系统自主工作。     

北斗卫星导航系统定位精度分析

为了对北斗卫星导航系统单点定位精度进行分析,考虑到北斗星座中三种异质卫星对应的观测量精度不同,采用加权定位法进行解算,实测结果表明,系统水平定位精度优于5m,高程方向优于10m,东向方向定位精度最高,系统可以满足亚太区域导航需求。     

卫星导航系统定位精度评估

对用户等效距离误差结合精度衰减因子（DOP）值的精度评估方法进行了阐述,提出根据单站DOP和全球DOP进行系统定位精度评估的两种方法,仿真证明,两种方法评估结果相当。     

北斗三号系统与GPS定位性能仿真对比分析

为了解北斗三号系统在国内外及南北极地区的定位性能,在STK仿真平台下建立了北斗三号系统30颗星(3GEO、3IGSO和24MEO)的星座模型,对北京、三亚、新加坡、南北极点等11个站点的平均可见星数和几何精度因子GDOP值进行了分析,并与GPS进行了对比。结果表明,北斗三号系统较GPS在国内外及南北极地区典型站点的定位性能更优。     

重力场辅助水下导航对惯导仪器的要求

水下重力测量的准确性是决定重力场辅助水下导航可行性的一个重要指标。从厄特弗斯改正公式出发,详细分析了纬度、航向、航速精度对厄特弗斯改正的影响方式和影响大小,并以当前海洋船测重力精度作为厄特弗斯改正的误差限定,分析了满足该条件下水下载体的航向、航速需要达到的精度指标,提出了利用惯性系统进行水下重力测量误差修正时对导航硬件的要求。     

KSS 31海洋重力仪配套接口子系统开发

介绍一种采用VC 语言开发成功的KSS 31型海洋重力仪导航系统适配的接口应用程序,对如何解决引进新型号设备与现有的系统(设备)集成(连接)问题有一定的借鉴作用。     

北斗沿海差分导航与精密定位服务系统

为了保障我国自主的沿海导航与精密定位服务,研究了基于北斗系统的沿海高精度导航定位服务系统,介绍了该系统的设计方案和关键设备。并针对用户对北斗米级导航和厘米级定位的需求,分别采用了BDS+GPS联合伪距差分、北斗三频网络RTK的数据处理理论和方法。采用自主研发的系统软、硬件设备,对北斗沿海差分导航与精密定位服务性能进行了测试。结果表明,该系统在定位精度和适用范围等方面整体优于原有的RBNDGPS系统,且实现了北斗在海上的米级导航和厘米级定位服务。