提高无陀螺捷联惯导系统角速度解算精度的新方法

在无陀螺捷联惯导系统中,由于舍弃陀螺而使系统具有很多优点,但角速度需从加速度计输出的信号中解算出来,且它的解算误差随时间而发散。所以,抑制角速度解算误差的发散,提高其解算精度是该项技术研发的关键。提出了一种在九加速度方案下提高角速度解算精度的新方法,它是一种利用冗余信息得到残余误差方程,再进行数值迭代的方法。该方法比建立噪声状态估计、利用卡尔曼滤波来修正姿态的方法简单而有效。仿真结果表明,利用此方法能明显提高系统角速度解算精度。

加权平均法在GFSINS角速度解算中的应用

针对积分法带来快速误差积累以及开方法存在大量开方运算和符号误判等问题,提出了将加权平均法应用到无陀螺捷联惯导系统(gyro free strapdown inertial navigation system,GFSINS)角速度解算中的新方法。基于一种改进的九加速度计配置方式,推导了两种传统角速度解算方法;采用基于多元统计理论的加权平均法,将积分法和开方法得到的两组角速度通过选择最优权数进行有效数据融合,得到一组误差更小的角速度。仿真结果表明,此方法不仅能消除迭代误差,而且其角速度解算精度比开方法提高了大约1.5倍。

扩展Kalman滤波算法在GFSINS角速度解算中的应用

为提高无陀螺捷联惯性导航系统(GFSINS)九加速度计配置的角速度解算精度,文中提出使用扩展卡尔曼滤波算法,该方法更精确地估算出角速度的误差,并对角速度进行线性补偿。通过仿真分析表明,该方法可以有效地提高角速度解算精度。

靶场BD/GPS联合定位及速度解算方法

随着靶场试验多星测量系统接收机的使用,针对GPS、北斗单一定位系统定位精度不高、定位可靠性不强、可见星不够的问题,文中充分利用北斗和GPS原始测量信息,在对各系统的测量数据进行时空对准提出了一种基于加权几何精度因子选星的双系统融合解算模型,给出了目标位置和速度解算方法。仿真实验证明,该方法科学合理,其研究结果对北斗系统的精度验证和多星测量系统接收机在靶场的应用具有参考意义。

无陀螺SINS加速度计配置与角速度解算方法研究

文中提出了一种新的由九个加速度计组成的无陀螺捷联惯性导航系统(GFSINS)的配置方案,给出了该加速度计配置的角速度解算方法,通过仿真分析了该配置方案的角速度误差累积。

一种基于DSP/FPGA的高转速载体角速度解算系统设计

由于陀螺仪量程较小,难以应用于高转速载体的姿态测试中,因此设计了以MEMS线加速度计ADXL377和地磁传感器HMC1043为微惯性测量单元(MIMU)的微型角速度解算系统。系统以FPGA作为协处理器控制ADC模块对11路传感器信号的同步转化,并对转换后的数据进行及时采集、缓存;以DSP芯片TMS320C6713作为主处理器完成角速度的实时解算。系统最大可测角速度达30 r/s,信号的采集、解算实时性强,角速度的测量精度高,而且电路半径仅5 cm,安装方便、功耗低。

外测弹道速度与加速度的解算方法研究

在飞行器外测弹道参数解算时,常利用由位置参数中心微分平滑的方法获取弹道速度与加速度参数,但微分得到的速度加速度数据跳动很大,不利于与内测参数进行精度比对.本文研究了样条函数和迭次下采样方法在弹道拟合和微分求速中的应用,实际数据处理结果表明,样条函数用于外测数据拟合和微分求速可以获得更高的精度.

单陀螺多加速度计捷联惯性导航解算方法

六加速度计无陀螺惯导系统误差随时间发散比较严重。为了有效提高导航系统精度,提出了一种单陀螺仪多加速度计(五加速度计)的捷联惯性导航解算方法。该导航解算方法通过合理配置5个加速度计和1个陀螺仪,可不经积分而直接解算角速度,完全消除了加速度计输出方程中角加速度项的影响,能使在姿态和位置解算时分别减少1次积分,从而有效抑制误差随时间发散。给出了单陀螺多加速度计捷联惯导姿态和位置解算原理的理论推导过程,并对该导航解算方法进行了仿真。在仿真时间为80 s时,与无陀螺惯导相比,该方法的姿态解算和位置解算精度均提高了60%以上。

十二加速度计实用配置方案与解耦算法研究

针对无陀螺惯性导航系统角速度解算精度不高,设计并制作了十二加速度计惯组实物模型。该方案充分利用了十二加速度计的输出信息,给出了这种配置下的2种不积分的角速度解算方法。对于加速度计间不可避免地存在的交叉耦合效应,给出了相应的解耦算法。实验结果表明:十二加速度计配置方案不积分算法有效抑制了由于积分带来的加速度计输出误差的累积,比九加速度计积分方案的角速度解算精度提高了1个数量级。解耦算法使加速度计的输出精度提高了1个数量级,有效地降低了加速度计间的交叉耦合效应。

基于大型注射模运动仿真提升解算速度的方法

利用UG建立大型注射模数据模型,在建立运动仿真时常遇到解算时间长的问题,分析运动仿真中连杆与运动副、连接器的联系,得出结论:影响解算速度的是仿真中建立的3D接触数量及其中连杆的小平面数量。通过减少3D接触中连杆小平面数量或直接减少3D接触的数量,建立最优的运动仿真模型,以提升运动仿真模型的解算速度,达到提升工作效率的目的。

三颗导航星二维测速解算模型及其误差分析和精度计算

给出了用户接收机只收到三颗导航卫星信号时的二维测速解算模型及其解算方法,并做了模拟解算。从改变测速参数数值的多次解算结果表明,该解算模型及其解算方法正确。文中对该解算模型用于工程中的测速误差做了分析,计算了测速精度,计算结果表明解算模型及其解算方法能够满足工程应用,并阐述了导航接收机具有三颗导航星二维测速功能的必要性。

一种用于无陀螺捷联惯导系统的角速度融合算法

无陀螺捷联惯导系统(GFSINS)是用加速度计的合理空间组合解算出载体的角速度。载体角速度的解算精度是GFSINS的技术关键。在分析GFSINS九加速度计配置方案的基础上,提出一种新的角速度融合算法,消除该方案解算过程中开方计算及符号判断带来的误差。该算法还明显抵消了加速度计输出中包含的常值零点偏移误差和温度漂移误差等,具有实时性好、计算量小、通用性强的优点。仿真计算表明该算法可行,并能在一定程度上提高系统解算精度。

火控计算机射击诸元解算精度指标的确定

以射击学与弹道学为依据 。

基于加速度和速度建模的行人导航位置估计算法研究

位置估计是进行导航解算的最后一步,在基于足绑式惯性测量单元的行人导航中,由于足部的运动加速度变化剧烈,在采样间隔内,直接将运动加速度和速度乘以采样间隔来计算速度变化量和位置变化量的近似误差相对较大,会降低解算精度。为解决这一问题,对运动加速度、速度和位置进行了建模,共得到19种模型,对这些模型在位置估计中的效果进行了比较研究,在行人导航实验中采用矩形路径和8字形路径进行了验证。实验结果表明:对加速度进行一阶至三阶的拟合后,起终点误差和路径航向误差分别平均减小了86.02%和52.39%;进一步对速度进行一阶至三阶的拟合后,精度还可以继续提升。其中误差最小的模型相比于不拟合时的起终点误差和路径航向误差分别平均减小了87.51%和57.74%。

采用自适应简化不确定性卡尔曼滤波算法的飞行器导航控制方案

针对飞行器绕本体轴高速旋转的飞行过程出现的严重耦合干扰问题和大角加速度和大角速度测量问题,提出了一种自适应简化不确定性卡尔曼滤波算法。该算法使用超球面分布采样点和线性转移等方法简化算法采样计算和采样点的权值计算,提高算法效率;利用模型噪声和线性方程,通过一步预测进行自适应设计,计算滤波值和误差方差矩阵;使用次优噪声估计器推算过程噪声;对过程噪声进行正定判定,防止算法发散。仿真结果表明,这一改进的自适应简化不确定性卡尔曼滤波算法能够有效减少滚转角解算误差和耦合干扰,提高飞行器着陆点的精度。

船舶捷联惯导划桨误差补偿优化算法

在船舶导航定位中,速度更新是重要的一环,而在进行速度解算时需要对划桨误差进行补偿,因此高精度的划桨误差补偿算法是导航定位研究的热点。在经典划桨运动条件下,详细推导了误差优化系数,并在此基础上推导出一种采用上一周期加速度计的速度增量和陀螺仪的角增量信息的优化划桨误差补偿算法,优化算法与传统算法相比精度有所提高,具有一定的实用价值。

GPS实时测量速度与加速度的载波相位方法

本文采用卫星星历和GPS载波相位观测值,计算车辆的速度/加速度。通过车载GPS实例,分别用广播星历和精密星历计算用户的速度和加速度,并对两种结果进行了比较分析。从中说明广播星历和GPS载波相位观测值能满足车辆实时导航的需要。

运动加速度抑制的动态步长梯度下降姿态解算算法

为了提高微型四旋翼飞行器在强机动、高速运动情况下的姿态解算性能,提出了一种对运动加速度抑制的动态步长梯度下降姿态融合算法.该算法对强机动运动过程中机体产生的运动加速度进行抑制处理,消除运动加速度对姿态解算的不利影响,提高了微型四旋翼飞行器姿态解算的跟踪精度;对高速运动过程中梯度下降法的梯度步长进行动态处理,使得算法步长与四旋翼飞行器的运动合角速度成正比,增强了微型四旋翼飞行器姿态解算的动态性能.为了验证本文所设计算法的可行性和有效性,基于STM32单片机搭建微型四旋翼实验平台系统.实时在线性能实验结果表明,所设计算法提高了微型四旋翼飞行器在强机动、高速运动情况下的姿态跟踪精度、动态性能及增强姿态融合算法的抗干扰性,保证了微型四旋翼飞行器的稳定飞行.

一种改进固定单站无源定位模型性能分析

针对固定单站无源定位中的DPFRC算法无法对目标辐射源速度进行直接解算的问题,将多普勒频率引入观测量之中,提出一种改进的固定单站无源定位模型,并通过卡尔曼滤波对定位结果进行平滑处理。将改进模型与原有模型及另外一种可对速度进行直接解算的DDFRC模型进行了仿真比较,对不同距离、不同采样间隔和不同观测精度下3种模型的性能进行了仿真分析。仿真结果表明,相比于另外两种定位模型,改进模型具有更为广泛的应用环境和更好的鲁棒性。

基于非差与历元差分两种观测模型估计精密卫星钟差的方法比较

研究了非差与历元差分两种观测模型估计精密卫星钟差的方法,评价了分别利用两类观测模型估钟的特点。通过实际算例分析了两种观测模型估钟的处理速度与精度。计算结果表明:基于非差观测模型估计卫星钟差精度高、观测信息没有损失、可靠性高、可以实现模糊度固定,但由于未知参数多,解算速度较慢,且需要经过一段时间的收敛才能达到所需精度;而历元差分模型估计卫星钟差待求参数较少,计算效率高,且不存在收敛过程,但估钟精度比非差模型估钟收敛后的精度略低,且得不到钟差初值,需从导航电文中提取或通过其他方式获取,不过由此引起的系统性偏差,在定位时可被模糊度和接收机钟差吸收,不影响最终的定位结果。