一种常规机动下机载SINS/GPS组合导航系统的可观测性分析

为保证机载捷联惯组的导航精度能够达到要求,需要对惯组定期进行返厂标定,成本高、周期长,也影响载机的使用效率,故而机载惯组在线标校技术的研究一直在不断进行中。对大中型运输机的机载惯组而言,由于其机体较大、机动能力较差,很难完成诸如S机动等复杂的机动动作,故而需要对其常规飞行机动状态下机载SINS/GPS组合导航系统的可观测性进行分析。利用GPS提供的速度和位置信息作为外部观测量来设计Kalman滤波器,采用基于分段线性定常系统(PWCS)的奇异值分解法(SVD),对飞机静止、起降、匀速飞行、匀加减速飞行、转弯等一系列常规机动条件下系统的可观测性和可观测度进行研究。通过Matlab仿真和转台实验,验证了组合导航系统可观测性分析结论的有效性,可为机载惯组的在线标校提供一定参考。

INS/CNS/GNSS机载高性能空中对准技术研究

为提升机载惯导空中对准精度、缩短对准时间,提出了一种基于广义序贯滤波的卫星天文辅助高性能空中对准方法。广义序贯滤波用来解决因卫星导航系统与天文导航系统输出频率不同带来的异步信息融合问题,同时增强了算法可重构性,在天文信息不可用时依然可利用卫星信息完成对准。整个对准过程分为两个阶段:一是卫星辅助大失准角修正阶段,用时90s;二是卫星天文辅助精对准阶段,用时30s。在真实飞行轨迹条件下对该算法进行了验证,结果表明:对准时间可缩短为2min,同时航向角对准精度可提升到0.004°,所提空中对准方法在很大程度上提升了武器装备的快速反应能力和精确打击能力,具有一定的工程意义。

一种基于惯性辅助的卫星信息容错技术

对于机载捷联惯性卫星组合导航系统而言,当载机处于大动态或者其他卫星信号不连续情况时,卫星提供的速度、位置等量测信息可能会出现跳变,进而影响组合导航精度。介绍了惯性导航、卫星导航及其组合导航系统的基本原理和优缺点,分析了卫星量测不可避免出现跳点时组合导航系统Kalman滤波器的估计效果,对基于惯性辅助的卫星信息容错技术进行研究,提出了一种新的卫星信号野值剔除与滤波改进方法。新方法既保证了量测向量原有的统计特性,同时将野值带来的影响去除。半实物仿真分析结果表明,滤波器的估计稳定性得到明显提升,组合导航系统的速度和位置精度分别提升了约30%和35%。