GPS/惯性组合导航系统导航性能的仿真与分析

本文从卡尔曼滤波的基本原理和几何精度因子GDOP的物理意义出发,并结合实例的仿真计算结果,讨论GPS/惯性组合导航系统的定位和测速精度。结果表明:由于位置和速度的双重组合,且由于卡尔曼滤波具有利用以前所有测量值的能力,以及综合利用GPS和惯导信息的能力,所以组合系统的精度虽仍与GDOP有关,但却高于单独利用GPS接收机点解法得到的定位和测速精度,其中定位精度的提高更为显著。

惯性导航系统误差方程座标系的研究

本文对惯导系统提出导航座标系和误差方程座标系这两种不同意义的座标系概念。为了便于误差分析或减少惯性组合导航系统的滤波计算量,常采用不同于导航座标系的误差方程座标系来列写惯导误差方程。文申推导了采用地理座标系的游移方位惯导系统误差方程以及采用轨道水平座标系的惯性座标惯导系统(解析式惯导系统)误差方程。讨论了这两种方程各与指北系统以及轨道水平惯导系统误差方程的不同点。指出,在误差方程座标系与导航座标系不同的情况下,必须仔细分清误差状态的含意,才能正确使用误差方程。文申还以某种载体上升段飞行轨迹为例,仿真计算了采用轨道水平座标系的惯性座标惯导系统误差方程,用以验证方程推导方法的正确性。

GPS/惯性组合方式讨论与导航精度分析

本文讨论GPS/惯性组合两种方式的优缺点。并以GPS伪距和伪距率与惯导组合为例,按GPS测量误差的不同,以及使用差分机等情况,仿真计算了机载使用的组合导航性能,进行了详细的精度分析。结果表明,这种组合的导航精度比GPS和惯导各自的导航精度高。在采用差分GPS机与惯导组合后,位置误差将进一步减少,使组合导航具有开辟例如飞机进场着陆等新的使用领域的可能性。

惯导速度辅助下GPS接收机码环的噪声响应和动态跟踪性能分析

本文推导了C/A码信号相干和非相干接收的GPS接收机码环的动力学方程,分析了码环的噪声响应和动态跟踪性能对码环带宽的矛盾要求,并提出了解决矛盾的方法:惯导速度辅助。分析结果表明:窄带宽码环经精度为1nmile/h的惯导系统速度辅助后,动态跟踪误差为无辅助时的1/1000,接收机将兼有抗强干扰和跟踪高动态的性能。

直升机海面悬停时精确高度的维纳滤波提取法

研究了直升机作海面低高度（１５ｍ）悬停时获取精确高度的维纳滤波组合系统。高度量测来自捷联垂直加速度计和无线电高度表。维纳滤波器根据海浪、无线电高度表噪声和加速度计噪声三种随机干扰的功率谱采用伯特一香农设计法获得。对组合系统作了五种环境下的滤波仿真，结果表明：该系统既能有效滤除上述三种干扰，又能准确跟踪悬停高度的变化。

捷联惯导系统的单陀螺方案研究

捷联惯导系统的姿态矩阵微分方程为为由的三个分量组成的反对称矩阵.可由三个单自由度陀螺或两个双自由度陀螺测得,可由计算机算出,所以,捷联惯导系统的惯性测量组件(IMU)需由三个单自由度陀螺或两个双自由度陀螺和三个加速度计组成.本课题的研究目的在于把捷联惯导系统 IMU 中的两个双自由度陀螺减少为—个.

惯导速度辅助下相干接收时GPS接收机码环的噪声响应和动态跟踪性能分析

本文推导了GPS接收机相干接收C/A码信号时码环的动力学方程,分析了码环的噪声响应和动态跟踪性能对码环带宽的矛盾要求,并提出了解决矛盾的方法;惯导速度辅助。分析结果表明,窄带宽码环经精度为1海里/小时的惯导系统速度辅助后,对加速度机动的跟踪误差为无辅助时的千分之一,接收机将兼有抗强干扰和跟踪高动态的性能。

GPS/惯性导航组合性能和组合方法的研究

本文讨论GPS/惯性组合导航系统在导弹发射段时的组合性能,分析惯导系统不同性能条件和卡尔曼滤波器不同组合方法的组合特点,文中最后对降阶滤波器的设计和滤波器方差阵的U-D算法进行了具体讨论。

精密机械陀螺热漂移的一种软件补偿方法的研究

本文从分析精密机械陀螺的结构出发,采用了一种简便的动态模型描述陀螺的热漂移,并提出了对这类模型的一种分段解法。经实验数据计算表明,用这种模型进行热补偿,在4min内即能使陀螺热漂移的峰值减小了80～90%,从而为缩短系统的对准时间提供了一种有效的工程方法。

不同校正情况的卡尔曼滤波误差方差分析方程

本文推导了开环和反馈两类校正情况的卡尔曼波波误差分析方程。与通常采用的误差方差分析方程相比，所得方程的阶数低、计算量小、结果准确。并以实例说明了目前通常采用的误差方差分析方程本身不准确对分析结果的影响。