低精度光纤陀螺随机误差的辨识与仿真

陀螺随机漂移是影响惯性导航和组合导航精度的重要因素。为了有效辨识出光纤陀螺随机漂移噪声的参数,采用了自相关函数、功率谱密度和Allan方差对实测陀螺数据进行分析。实验结果表明:自相关函数、功率谱密度和Allan方差都能有效辨识出陀螺输出信号中的角度随机游走噪声,只有Allan方差能辨识出其中的角速率随机游走噪声。Allan方差可以为光纤陀螺随机漂移建模提供参考。     

光纤陀螺的发展及其在惯导中的应用前景

介绍了光纤陀螺的基本原理,对其优缺点和主要误差源做了阐述.对光纤陀螺在惯性导航中的应用状况进行分析,介绍了发达国家及我国光纤陀螺技术的发展现状,并对光纤陀螺的发展前景做了展望.     

基于惯导/天文高精度定姿方法

研究了利用惯性导航系统与天文导航系统进行组合定姿的方法;构造了惯导/天文组合导航系统的状态方程和量测方程;采用卡尔曼滤波技术设计了惯导/天文组合定姿算法。设计飞行器的典型飞行轨迹,通过数学仿真对该算法的有效性进行了验证。结果表明,天文导航能够有效地补偿惯性导航因陀螺漂移带来的误差,非常适用于飞行器的高精度定姿。     

基于惯导／天文高精度定姿方法

研究了利用惯性导航系统与天文导航系统进行组合定姿的方法,构造了惯导/天文组合导航系统的状态方程和量测方程;采用卡尔曼滤波技术设计了惯导/天文组合定姿算法.设计飞行器的典型飞行轨迹,通过数学仿真对该算法的有效性进行了验证.结果表明,天文导航能够有效地补偿惯性导航因陀螺漂移带来的误差,非常适用于飞行器的高精度定姿.     

捷联惯导系统仿真器的设计与实现

本文研究了捷联惯性导航系统的仿真原理,然后以Matlab为平台,在对捷联惯性导航系统仿真的基础上,分析了在纯捷联惯导情况下导航系统的导航精度。实验结果表明捷联惯性导航系统的导航精度随时间的积累迅速降低,证明了研究组合导航系统的必要性。     

双源信号深组合导航在新一代运载火箭制导系统中应用初探

针对进一步提高新一代运载火箭入轨精度的问题,本文在分析运载火箭制导系统基本结构的基础上,对采用我国北斗系统与捷联惯性导航系统双源信号深组合导航方式在新一代运载火箭制导系统中的应用进行了初步的探索。结合新一代运载火箭的新特点,从北斗系统与捷联惯性导航系统双源信号深组合导航方式的结构和适用条件两个方面进行了简要的分析。其研究成果可为我国新型运载火箭制导系统的研制提供一定的理论依据和技术支持。     

INS/GPS组合导航技术研究及仿真模拟

介绍了惯性导航系统INS的定位原理,列出了相应的数学模型,简单介绍了INS/GPS组合导航系统的基本组成框架,并列出了相应的组合导航状态方程和观测方程,运用组合导航数学模型和惯性导航系统数学模型分别进行仿真模拟,在得到相应误差曲线的基础上作简单分析比较。     

基于高阶AR模型的陀螺随机漂移模型

陀螺随机漂移是影响惯性导航和组合导航精度的重要因素。首先用周期函数拟合和小波变换两种方法分别对随机漂移中的周期噪声进行分析和处理;然后对相关噪声建立高阶AR模型;最后将该模型应用在GPS／INS组合导航Kalman滤波中,并对结果进行分析和比较。结果表明,相比于周期函数拟合,小渡变换不仅能够更好地削弱周期噪声的影响,还能够削弱高频白噪声的影响;相比于一阶马尔科夫过程,高阶AR模型能够更好地描述随机漂移中的相关噪声;基于小渡变换和高阶AR模型的GPS／INS组合导航具有明显的优势。     

高精度组合导航及其测绘车应用技术

针对在城市复杂环境下弱信号定位测姿精度低的问题,该文将实时动态差分技术与惯性导航系统/全球导航卫星系统深耦合接收机定位测姿系统进行结合,提出了一种基于惯性导航系统/全球导航卫星系统/实时动态差分技术三组合的高精度定位测姿的方法。该文对惯性导航系统/全球导航卫星系统/实时动态差分技术三组合高精度定位定姿方法涉及到的核心技术进行介绍,详细分析了影响定位测姿精度误差因素,并将该方法应用于新一代测绘车上,通过理论分析和实际跑车实验证明了该方法具有较高的精度和适用性。     

附加约束条件对GNSS/INS组合导航结果的影响分析

针对车载全球导航卫星系统/惯性导航系统（global navigation satellite system/inertial navigation system,GNSS/INS）组合导航中卫星信号中断,惯性导航系统单独导航误差积累较大的问题,提出了附加载体运动条件约束的卡尔曼（Kalman）滤波解算方法。通过利用载体固有的运动约束,包括近似高程约束、近似速度约束和近似姿态约束,减少载体自由度和模型参数;通过引入新的观测类型,增加观测冗余,可以加强Kalman滤波解,提高在GNSS信号中断时组合导航系统的定位精度,实现无缝导航。     

基于惯性导航系统的轨道检查仪双位置对准方法

为提高轨道检查仪惯性导航系统对准精度,提出适用于轨道检查仪的惯性导航系统双位置对准方法。该方法利用轨道检查仪掉头方式,实现惯导系统加速度计常值零偏补偿。选用0.1°/h光纤陀螺仪和200 μg石英挠性加速度计组成惯性导航系统,在一铁路路段进行轨道检测试验。试验结果表明,双位置对准方法能够有效去除惯性器件零偏误差导致的轨道参数检测误差,在轨检仪连续工作300 m的情况下,铁路轨道水平检测精度明显提高。     

基于多尺度预处理的GPS/SINS组合导航系统

基于多尺度分析的思想,以离散小波变换为工具,利用小波对惯性元件输出的信息进行并行阈值消噪以削弱惯性元件误差对SINS及组合系统性能的影响;然后,对GPS输出的信息进行并行多尺度预处理,并结合传统的Kalman滤波方法,对系统进行综合滤波;将上述方法引入到GPS/SINS组合导航系统中,利用实测数据进行验证,并给出了基于不同方法的大量实验曲线。实验结果表明,该方法可以有效削弱惯性元件以及GPS误差对系统的影响,提高了GPS/SINS组合导航系的精度和可靠性。     

顾及有色噪声的光纤陀螺信号的抗差谱分析

在惯导系统中，对光纤陀螺仪的零位漂移一般采取滤波的方法对其进行补偿或削弱。本文针对信号中含有低频有色噪声，在Kalman滤波和小波变换消噪不理想的情况下，提出一种新的处理零位漂移的方法。首先对信号中的有色噪声进行拟合和预报，然后对信号进行抗差谱分析，以期将有用信号、有色噪声以及周期噪声分离开。利用模拟数据对该方法进行验证，发现该方法能够剔除信号中的周期噪声，并能够削弱有色噪声的影响。     

视觉辅助下的室内惯导位姿修正

惯性导航系统可以短期内提供连续的高精度信息,但是误差会随时间增大,不能长期独立工作。而在大型仓库、地下停车场等室内卫星信号薄弱的场景中,传统的惯导+卫星组合方法也不再适用。针对该问题,本文提出了一种视觉与惯导组合定位的方法。本文研究的惯导+视觉组合的定位方法中,采用基于合作目标的单目视觉定位方法对惯导误差进行修正。对于惯导误差的修正方法,本文利用视觉定位的位姿信息建立量测方程,进行卡尔曼滤波,并选取合适的试验设备,通过实际试验对比验证了该算法对惯导系统误差的修正具有良好的效果。     

基于B1C新信号的BDS/INS深组合改进的跟踪环路设计

针对北斗卫星导航系统/惯性导航系统(BDS/INS)的深组合定位系统,提出了一种利用惯性导航系统(INS)辅助B1C正交分量的信号跟踪算法,以解决定位过程中信号较弱致深组合定位系统失锁的问题. 该算法使用了考虑INS数据的卡尔曼滤波算法,并同时利用导频分量和数据分量构成本地码,对信号进行跟踪. 由该算法对实测数据计算,并利用传统算法进行对比,可以得出在弱信号的环境下跟踪环路较为稳定,伪距精度较高.      

UKF在GPS/INS组合导航系统中的应用

扩展卡尔曼滤波(EKF)是GPS/INS组合导航系统工程实现中常用的一种数据融合方式。但EKF线性化误差在一定程度上影响了GPS/INS组合导航系统精度的提高。Unscented卡尔曼滤波器(UKF)是一种非线性滤波器,它能有效地减小线性化误差对GPS/INS组合导航系统精度的影响。基于四元数法建立了GPS/INS组合导航系统的非线性误差方程模型;最后通过数字仿真验证了UKF组合导航系统应用中的性能。     

改进的自适应滤波算法在BDS／INS组合导航中的应用

针对目前北斗与惯性导航系统的组合导航系统的导航性能和鲁棒性较差,基于衰减因子和噪声加权的自适应卡尔曼滤波技术,研究了组合导航系统在不确定性噪声干扰下的组合新算法。并在Matlab中进行了仿真实验,通过对比传统卡尔曼滤波技术,验证了新算法的有效性。并在Matlab中进行了无人机数据后处理实验。结果表明,改进的自适应滤波算法可以有效地降低不确定性干扰对组合导航系统的影响,从而提高了系统的导航性能和鲁棒性。      

改进Sage-Husa算法在飞机组合导航中的应用

针对机载组合导航系统,考虑不同飞行阶段的气压高度,提出一种改进的Sage-Husa自适应滤波算法,以提高组合导航系统定位精度. 该算法通过引入气压高度,实时计算并修正滤波异常判定的调节因子,以满足飞机不同飞行阶段的滤波需求. 通过捷联式惯性导航系统(SINS)、全球卫星导航系统(GNSS)定位误差特性仿真、卡尔曼滤波组合算法仿真、以及改进的Sage-Husa自适应滤波算法仿真,并对相关结果进行比较验证. 仿真结果表明,改进Sage-Husa自适应滤波可以提高滤波的自适应性,降低组合导航系统定位误差,取得较好的效果.