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Evaluation of global navigation satellite system spoofing efficacy 被引量:1
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作者 WANG Yue SUN Fuping +2 位作者 HAO Jinming ZHANG Lundong WANG Xian 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2022年第6期1238-1257,共20页
The spoofing capability of Global Navigation Satellite System(GNSS)represents an important confrontational capability for navigation security,and the success of planned missions may depend on the effective evaluation ... The spoofing capability of Global Navigation Satellite System(GNSS)represents an important confrontational capability for navigation security,and the success of planned missions may depend on the effective evaluation of spoofing capability.However,current evaluation systems face challenges arising from the irrationality of previous weighting methods,inapplicability of the conventional multi-attribute decision-making method and uncertainty existing in evaluation.To solve these difficulties,considering the validity of the obtained results,an evaluation method based on the game aggregated weight model and a joint approach involving the grey relational analysis and technique for order preference by similarity to an ideal solution(GRA-TOPSIS)are firstly proposed to determine the optimal scheme.Static and dynamic evaluation results under different schemes are then obtained via a fuzzy comprehensive assessment and an improved dynamic game method,to prioritize the deceptive efficacy of the equipment accurately and make pointed improvement for its core performance.The use of judging indicators,including Spearman rank correlation coefficient and so on,combined with obtained evaluation results,demonstrates the superiority of the proposed method and the optimal scheme by the horizontal comparison of different methods and vertical comparison of evaluation results.Finally,the results of field measurements and simulation tests show that the proposed method can better overcome the difficulties of existing methods and realize the effective evaluation. 展开更多
关键词 Global navigation Satellite System(GNSS)spoofing index system for spoofing strategy game aggregated weight model grey relational analysis and technique for order preference by similarity to an ideal solution(GRA-TOPSIS)method dynamic game method
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基于足间距信息辅助的行人三维惯性定位算法
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作者 路永乐 苏胜 +3 位作者 杨杰 罗毅 粟萍 惠嘉威 《导航定位与授时》 CSCD 2024年第1期106-114,共9页
针对行人惯性导航系统误差随时间累积致使定位精度严重下降的问题,提出了一种基于足间距信息辅助的行人三维惯性定位算法。该算法在零速修正算法的基础上,利用足部安装的超声波测距模块实时测量行人双足相对距离,构建了基于超声测距的... 针对行人惯性导航系统误差随时间累积致使定位精度严重下降的问题,提出了一种基于足间距信息辅助的行人三维惯性定位算法。该算法在零速修正算法的基础上,利用足部安装的超声波测距模块实时测量行人双足相对距离,构建了基于超声测距的足间距约束模型,通过随机森林算法实现行人运动模式识别,并针对上下楼梯场景,利用台阶高度和足间距信息进行高度解算,最终实现行人三维惯性定位。在实际路线上开展了三维定位实验,数据显示,所提算法平面闭环误差为总路程的0.64%,与零速修正算法相比下降了55.56%,高度误差为0.06 m,与零速修正和气压计联合算法相比下降了64.70%,能够实现导航误差在总路程的0.50%以内的三维定位。实验结果表明,所提算法具有良好的工程应用价值。 展开更多
关键词 行人导航系统 惯性测量单元 零速修正 足间距约束 高度解算
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平动点导航星座下的月面接收机自主完好性监测
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作者 鲁智威 许承东 +2 位作者 黄国限 石默然 武明 《中国空间科学技术(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第3期60-68,共9页
为了减少月球探测复杂环境对导航的影响和提升平动点导航星座的可靠性,提出了一种基于多假设解分离的月面接收机自主完好性监测方法。该方法利用了地月空间引力不对称性,仅需3颗平动点卫星测量信息就可以实现月面用户级完好性监测。为... 为了减少月球探测复杂环境对导航的影响和提升平动点导航星座的可靠性,提出了一种基于多假设解分离的月面接收机自主完好性监测方法。该方法利用了地月空间引力不对称性,仅需3颗平动点卫星测量信息就可以实现月面用户级完好性监测。为使月球背面更多区域的可见星数达到完好性监测所需卫星数,增加L2点Halo轨道卫星数并采用多种群遗传算法优化Halo轨道振幅和初始相位。最后采用解分离算法验证了基于3颗卫星进行完好性监测的可行性。仿真表明,在2颗可见星条件下可实现故障检测,平面短周期轨道卫星故障更容易检测;在3颗可见星条件下可实现故障排除,故障偏差达到20σ~30σ(σ=1 m)时,故障检测率和排除率开始上升到100%。首次分析了基于平动点导航星座的完好性监测可行性并提出了解决方法,该方法可应用于探月任务导航领域,为未来探月任务完好性监测算法和平动点导航星座设计提供了有益参考。 展开更多
关键词 导航星座 完好性 解分离 平动点 多种群遗传算法
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基于加速度二阶导数最小化的移动机器人轨迹规划
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作者 徐永胜 郑天江 《机械制造》 2024年第7期18-27,共10页
智能工厂对移动机器人的应用需求越来越多,轨迹规划是移动机器人的研究内容之一,对移动机器人的运动平稳性、连续性具有重要意义。现有的轨迹规划算法通常采用多段轨迹拼接的方法实现,在多段轨迹起始点和目标点拼接时容易导致整条轨迹... 智能工厂对移动机器人的应用需求越来越多,轨迹规划是移动机器人的研究内容之一,对移动机器人的运动平稳性、连续性具有重要意义。现有的轨迹规划算法通常采用多段轨迹拼接的方法实现,在多段轨迹起始点和目标点拼接时容易导致整条轨迹速度和加速度曲线不光滑连续,尤其是在障碍物比较多的情况下,会产生速度、加速度、加加速度突变,导致移动机器人运动不平稳。通过建立优化系统模型,提出一种以加速度二阶导数最小化为优化目标,增加安全区域约束的多段轨迹拼接方法。仿真结果表明,通过这一方法可以获得一条满足高阶动力学约束的光滑连续轨迹,适用于移动机器人轨迹规划。 展开更多
关键词 移动机器人 轨迹规划 自主导航 多约束求解
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基于纯惯性导航系统的智慧铁路人员定位系统研究
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作者 闫双建 闫永刚 +4 位作者 邢渊博 陈召阳 段祥玉 张开法 孙满盈 《自动化应用》 2024年第13期217-222,共6页
针对GPS与IMU组合导航定位系统在不同应用场景下,存在GPS无线信号失锁和惯性传感器导航解算过程误差累积等问题,提出了一种纯惯性导航系统的智慧铁路人员定位方法。利用惯性传感器采集铁路巡检员的足部数据,并分析其运动特征;提出机器... 针对GPS与IMU组合导航定位系统在不同应用场景下,存在GPS无线信号失锁和惯性传感器导航解算过程误差累积等问题,提出了一种纯惯性导航系统的智慧铁路人员定位方法。利用惯性传感器采集铁路巡检员的足部数据,并分析其运动特征;提出机器学习智能分类算法,检测行人在行走过程中的静止阶段和运动阶段。在初始状态下进行初始对准,以确定初始方位;在零速状态下,通过扩展卡尔曼滤波估计航向误差、角速度误差、速度误差,实现导航解算的姿态、速度和位置的零速修正。对比巡检员导航实验与GPS RTK差分定位实验发现,提出的基于纯惯性导航系统的智慧铁路人员定位系统可以准确跟踪巡检员的实时位置,并且平均误差为2.674%,最大误差不超过3.3%。 展开更多
关键词 机器学习 初始对准 导航解算 扩展卡尔曼滤波 零速修正
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船舶航行安全分析研究 被引量:1
6
作者 李成海 刘杰 +1 位作者 王建涛 崔建辉 《水上安全》 2023年第1期26-29,共4页
为了船舶航行安全,探讨船舶航行安全主要影响因素,针对性采取措施是船舶航行安全的关键。本研究采用协同学(Synergetics)理论方法,构建船舶海上航行安全模型;运用船舶航行安全运动力学对船舶海上航行安全主要影响因素,导致船舶处于危险... 为了船舶航行安全,探讨船舶航行安全主要影响因素,针对性采取措施是船舶航行安全的关键。本研究采用协同学(Synergetics)理论方法,构建船舶海上航行安全模型;运用船舶航行安全运动力学对船舶海上航行安全主要影响因素,导致船舶处于危险局面的因素C和处于安全情形的因素E之间相互转换的规律做出了进一步的探讨,并通过动态动力方程,推导出C和E之间的转换概率流方程,分析出了对某类型船舶处于不同航行动态对应某一船时的定态求解结果,对海上交通安全监管机关、船公司和船舶加强管理,保障船舶海上航行安全,提供理论支持。 展开更多
关键词 船舶航行安全 协同学理论 转换概率流 动态方程求解
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脉冲星导航试验卫星空间计时数据的初步分析
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作者 周庆勇 张健康 +2 位作者 贾小林 闫林丽 樊少娟 《全球定位系统》 CSCD 2023年第4期63-68,共6页
脉冲星导航试验卫星(X-ray pulsar-based navigation-1,XPNAV-1)是我国首颗致力于探索X射线脉冲星导航技术的空间试验平台,已在轨运行七年多,获得大批观测数据,本文收集了该卫星三年多的空间观测数据,开展了一些有益的技术探索.首先处... 脉冲星导航试验卫星(X-ray pulsar-based navigation-1,XPNAV-1)是我国首颗致力于探索X射线脉冲星导航技术的空间试验平台,已在轨运行七年多,获得大批观测数据,本文收集了该卫星三年多的空间观测数据,开展了一些有益的技术探索.首先处理分析了卫星对Crab脉冲星观测数据,得到Crab脉冲星的每轨、每天和总脉冲轮廓,结果表明,在时间维度上脉冲轮廓是稳定的,与国内外观测结果一致性较好;其次得到Crab脉冲星不同能段脉冲轮廓,分析了脉冲轮廓随能量变化特征;在能量维度上,得到了Crab脉冲星在不同脉冲相位区间的能谱,发现能谱与相位区间的脉冲强度成正比,表明我国自主研制的聚焦型X射线探测器具备良好的技术状态,也实现了卫星精确地“看得见”脉冲星的试验目标.最后利用XPNAV-1卫星的三天观测数据,实现基于最小二乘算法的脉冲星导航试验解算,得到卫星轨道确定精度约为56.93 km,分析发现XPNAV-1星对Crab脉冲星观测误差和初始轨道误差对当前导航解算精度影响较大. 展开更多
关键词 脉冲星导航 脉冲轮廓 特征能谱 导航解算 脉冲到达时间
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海上三维拖缆导航定位数据处理系统设计及实现 被引量:1
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作者 段楚峰 张昊楠 +2 位作者 匡翠林 余文坤 杨保财 《石油物探》 CSCD 北大核心 2023年第1期80-86,129,共8页
拖缆导航定位是海上拖缆地震勘探的关键步骤之一,是地震数据反演海底地下地质构造的前提条件,其定位精度直接影响地震数据的成像质量与可靠性。针对海上三维地震勘探拖缆导航定位数据处理,分析了难点问题,对数据预处理算法与定位网络平... 拖缆导航定位是海上拖缆地震勘探的关键步骤之一,是地震数据反演海底地下地质构造的前提条件,其定位精度直接影响地震数据的成像质量与可靠性。针对海上三维地震勘探拖缆导航定位数据处理,分析了难点问题,对数据预处理算法与定位网络平差算法进行了详细设计,给出了一整套数据处理流程,基于算法开发了海上三维拖缆导航定位数据处理系统,介绍了该数据处理系统的整体架构与功能模块划分,并结合实际应用案例对其解算精度进行了验证与分析。结果表明,在选用的两套6缆作业场景测试数据中,所实现的拖缆定位数据处理系统解算精度与国外主流商业软件相比,检波器整体定位偏差小于3 m,标准差小于0.5 m,能够满足海上三维拖缆勘探地震数据成像精度的需要。 展开更多
关键词 拖缆导航定位 海上三维地震勘探 数据预处理 定位网络解算 系统设计与实现
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基于激光雷达和视觉融合的室内导航方法设计
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作者 余佳桐 孙雨婷 +3 位作者 朱翊铭 杨健 冯云鹏 程灏波 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第8期69-72,共4页
提出了一种激光雷达(LiDAR)与视觉图像融合的室内导航算法,准确获取狭小空间内目标的角度和距离信息,并将其应用于智能小车实际导航中。LiDAR测量中引入边界距离差作为迭代阈值来探测目标物体的距离和角度信息;视觉图像中使用轮廓逼近... 提出了一种激光雷达(LiDAR)与视觉图像融合的室内导航算法,准确获取狭小空间内目标的角度和距离信息,并将其应用于智能小车实际导航中。LiDAR测量中引入边界距离差作为迭代阈值来探测目标物体的距离和角度信息;视觉图像中使用轮廓逼近算法提取图像中心像素坐标进行位置解算,得到物体中心相对偏转角和偏转方向。将LiDAR测得的角度与视觉解算测得的角度两部分信息进行加权融合得出实际偏转角,求得目标物体的准确位置信息,实验结果表明:融合算法测得角度最大误差仅有0.53°。将该算法应用到机器人系统学习套件典型智能小车上进行目标物抓取测试,成功率达到了96.25%,证明了此算法的有效性。 展开更多
关键词 融合算法 室内导航 轮廓逼近 位置解算
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GNSS载波相位快速相对定位全球精度分析 被引量:2
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作者 任鹏羽 周乐韬 +2 位作者 高小波 李雪 陈武旭 《导航定位学报》 CSCD 2023年第5期120-127,171,共9页
为了进一步提高全球卫星导航系统(GNSS)的定位精度,对目前北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)、美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)和欧盟伽利略卫星导航系统(Galileo)的载波相位快速相对定位精度在全球的分布... 为了进一步提高全球卫星导航系统(GNSS)的定位精度,对目前北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)、美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)和欧盟伽利略卫星导航系统(Galileo)的载波相位快速相对定位精度在全球的分布情况进行探究:计算四大系统载波相位相对定位单历元解和半小时解的精度衰减因子(DOP);并提取1个周期的精度衰减因子时间序列的上限值作为指标,绘制和分析各个系统的载波相位相对定位在全球的精度分布图。结果表明:BDS-3与GPS的载波相位快速相对定位整体精度相当,且优于GLONASS和Galileo;而四个系统中BDS-3相对定位精度上限最高,GPS、GLONASS、Galileo的精度上限依次降低;各大全球定位系统在满足全球相对定位应用需求的同时,也各自在最关注的区域有相应的优势,其中BDS-3的相对定位精度在亚太地区最高,GPS在南北美洲的定位精度优于其他系统,GLONASS在高纬度地区的相对定位精度为其服务区域内最高。 展开更多
关键词 卫星导航系统 载波相位相对定位 单历元解 半小时解 精度衰减因子(DOP)
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人工智能在船舶航行数学建模中的应用 被引量:1
11
作者 白灵 赵珈玉 鞠岩松 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第8期173-176,共4页
为保障船舶在海上安全航行,提出人工智能在船舶航行数学建模中的应用。使用Maklink图论方法描述海上作业点分布,建立作业点Maklink连接图,生成船舶在作业水域内可航行网络图。建立船舶在海上作业区域航线规划数学模型,并设置约束条件;利... 为保障船舶在海上安全航行,提出人工智能在船舶航行数学建模中的应用。使用Maklink图论方法描述海上作业点分布,建立作业点Maklink连接图,生成船舶在作业水域内可航行网络图。建立船舶在海上作业区域航线规划数学模型,并设置约束条件;利用Dijkstra算法求解船舶在海上作业危险区域航线规划模型,得到船舶航行初始航线;利用人工智能算法内的蚁群优化算法对船舶航行初始航线实时优化处理,得到船舶航行最终航线,为船舶穿越海上作业区域实时导航。实验结果表明,该方法可有效生成船舶在作业水域航行网络图,得到初始航线并对初始航线优化处理,应用效果较佳。 展开更多
关键词 人工智能 船舶航行 数学建模 优化求解 蚁群算法 DIJKSTRA算法
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多频多GNSS大网发展与解算探讨
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作者 李林阳 赖路广 +2 位作者 沈洋 董行 林家乐 《导航定位学报》 CSCD 2023年第2期28-35,共8页
为了进一步增强全球卫星导航系统(GNSS)服务的精度、完好性、连续性和可用性,对多频多GNSS大网的解算特点、难点和解算方法进行分析和探讨:归纳多频多全球卫星导航系统(GNSS)大网空间段和地面段的最新进展;然后分析解算的特点与难点,迫... 为了进一步增强全球卫星导航系统(GNSS)服务的精度、完好性、连续性和可用性,对多频多GNSS大网的解算特点、难点和解算方法进行分析和探讨:归纳多频多全球卫星导航系统(GNSS)大网空间段和地面段的最新进展;然后分析解算的特点与难点,迫切需要统一的解算模型和与之对应的高精度、高效率和智能解算算法;最后从非差模型、并行解算和智能解算3个方面总结解算方法。 展开更多
关键词 全球卫星导航系统(GNSS) 多频多系统 大网解算
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北斗系统在高铁CPI控制测量应用中的精度分析
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作者 林国彬 翁文璇 《测绘与空间地理信息》 2023年第10期97-99,102,105,共5页
北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)已于2020年6月正式完成全球组网,BDS的成功组网运行宣告我国在独立自主的卫星定位系统研究取得了巨大的成功。目前,BDS已经在国土规划测量、工程测量、导航定位领域有了较多... 北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)已于2020年6月正式完成全球组网,BDS的成功组网运行宣告我国在独立自主的卫星定位系统研究取得了巨大的成功。目前,BDS已经在国土规划测量、工程测量、导航定位领域有了较多的应用,然而在铁路勘测以及建设领域,仍然普遍使用美国的全球定位系统(Global Positioning System,GPS)。为了探索BDS在铁路工程中的应用可行性,首先需要分析BDS的实测精度。本文使用GAMIT软件以及徕卡Leica Infinity软件对某段高速铁路控制网一等控制点(CPI)中BDS观测数据进行解算,同时使用GAMIT软件解算BDS单系统观测数据与BDS/GPS双系统观测数据,得到的结果有:1)GAMIT软件基线解算精度比Leica Infinity软件基线解算精度稍高,但是基于BDS观测数据的基线解算精度均满足高铁控制网CPI精度要求;2)BDS/GPS双系统基线解算精度比BDS单系统基线解算精度更高,精度提高约30%左右,表明通过多系统联合解算方式可增加高铁控制网精度。 展开更多
关键词 北斗卫星导航系统 全球定位系统 高铁控制网 基线解算 精度分析
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舰船导航系统的人机交互界面设计及评价研究
14
作者 林玥 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第23期182-185,共4页
为便于用户理解舰船导航系统的各项功能和使用方法,更有效地利用系统完成舰船导航,研究舰船导航系统的人机交互界面设计及评价方法。以最大距离色彩对比度、最大距离对比度为优化目标,建立舰船导航系统人机交互界面设计模型,确定人机交... 为便于用户理解舰船导航系统的各项功能和使用方法,更有效地利用系统完成舰船导航,研究舰船导航系统的人机交互界面设计及评价方法。以最大距离色彩对比度、最大距离对比度为优化目标,建立舰船导航系统人机交互界面设计模型,确定人机交互界面设计方案;通过变异系数法,确定人机交互界面设计方案评价指标权重;利用逼近理想解排序法,结合评价指标权重,得到人机交互界面设计方案评价结果。实验证明:该方法可有效设计舰船导航系统人机交互界面,且视觉效果较优;可有效评价人机交互界面设计方案,及时发现设计方案中的不足,并加以改进。 展开更多
关键词 舰船导航系统 人机交互界面 评价方法 色彩对比度 距离对比度 逼近理想解排序
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基于北斗卫星导航系统的城市轨道交通工程控制网测量
15
作者 徐洋 张力文 浮丹丹 《北京测绘》 2023年第12期1694-1700,共7页
为了增强城市轨道交通工程控制网测量精度,确保城市轨道交通运行的安全性,提出基于北斗卫星导航系统的城市轨道交通工程控制网测量方法。收集城市轨道交通控制网信息和各个控制点的稳定情况,经实地勘察后,在各个交通站点布设符合条件的... 为了增强城市轨道交通工程控制网测量精度,确保城市轨道交通运行的安全性,提出基于北斗卫星导航系统的城市轨道交通工程控制网测量方法。收集城市轨道交通控制网信息和各个控制点的稳定情况,经实地勘察后,在各个交通站点布设符合条件的控制点,形成城市轨道交通工程控制网布设图;检测北斗卫星导航系统的接收机技术指标符合要求后,通过伪距的定位方法获取城市轨道交通工程控制网的观测值;利用基线解算方法解算各个独立的基线,获取多个独立的基线向量,并得出城市轨道交通工程中各条基线之间的相关性;再对北斗卫星导航系统控制网进行约束法平差,准确地链接北斗卫星导航系统控制网和城市轨道交通工程控制网,实现城市轨道交通工程控制网的测量。实验结果表明:该方法测量的城市轨道交通控制网与实际测绘结果几乎一致,符合测量城市轨道交通工程控制网精度的要求;提升了城市轨道交通工程控制网的基线解算质量;增强了定位准确性。 展开更多
关键词 北斗卫星导航 城市轨道 交通工程 控制网测量 基线解算 约束法平差
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全球精密单点定位性能评估
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作者 王林伟 周长江 +1 位作者 余海锋 岳彩亚 《导航定位与授时》 CSCD 2023年第6期86-92,共7页
随着中国北斗三号卫星导航系统(BDS-3)全面建成与开通,北斗卫星导航系统已步入了新发展阶段,基于BDS-3实现全方位、多层次、高精度应用已成为地学研究中一项基本任务。利用全球最新均匀分布的10个MGEX跟踪站,分别从24 h内接收到的卫星... 随着中国北斗三号卫星导航系统(BDS-3)全面建成与开通,北斗卫星导航系统已步入了新发展阶段,基于BDS-3实现全方位、多层次、高精度应用已成为地学研究中一项基本任务。利用全球最新均匀分布的10个MGEX跟踪站,分别从24 h内接收到的卫星数、卫星位置精度因子(PDOP)、卫星数据解算完整率和双频非组合精密单点定位(PPP)静态/动态定位精度等方面系统深入地评估了BDS-3在全球范围内的可用性。结果表明,测站对卫星跟踪能力与配备的接收机类型和区域位置有强相关性,单BDS-3卫星在全球范围内具有较强的连续定位能力,当使用SEPT POLARX5和JAVAD TRE_(3)接收机的情况下,数据解算完整率可达100%。此外,水平方向和高程方向定位精度分别优于2 cm和3 cm,并且在联合使用BDS-2和BDS-3定位的条件下,可使得静态定位精度在东、北和高程方向进一步提升37.6%,25.3%和38.9%。 展开更多
关键词 北斗三号卫星导航系统 非组合精密单点定位 位置精度因子 解算完整率 定位精度
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一种基于5G+北斗的无人农场解决方案
17
作者 王翔宇 《长江信息通信》 2023年第6期212-214,共3页
在5G+北斗的新基建时代,智慧农业获得了新的助力,农机自动驾驶、无人植保、农机作业无人化等取得了巨大进步。尽管如此,智慧农业仍存在一些痛点,比如水/肥/农药使用难以精准控制、作业效果对农机驾驶员依赖程度较高且目前农民老龄化问... 在5G+北斗的新基建时代,智慧农业获得了新的助力,农机自动驾驶、无人植保、农机作业无人化等取得了巨大进步。尽管如此,智慧农业仍存在一些痛点,比如水/肥/农药使用难以精准控制、作业效果对农机驾驶员依赖程度较高且目前农民老龄化问题日趋严重、农业生产成本居高不下且难以精准管控、农产品品质管控和溯源手段缺乏等。基于此,结合多项智慧农业项目的实施经验,文章提出了一种基于5G+北斗的无人农场解决方案。 展开更多
关键词 北斗卫星导航系统 高精度定位 精准农业场景 无人农场 解决方案
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基于四元数法的捷联式惯性导航系统的姿态解算 被引量:172
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作者 张荣辉 贾宏光 +1 位作者 陈涛 张跃 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1963-1970,共8页
载体的姿态解算算法是实现捷联式惯性导航系统精确导航的核心技术之一。分析了欧拉法、方向余弦法、四元数法求解姿态矩阵的优缺点,采用四元数法与方向余弦法两种解算方法分别计算载体姿态,两种方法的计算结果之差与理论真值比较以得到... 载体的姿态解算算法是实现捷联式惯性导航系统精确导航的核心技术之一。分析了欧拉法、方向余弦法、四元数法求解姿态矩阵的优缺点,采用四元数法与方向余弦法两种解算方法分别计算载体姿态,两种方法的计算结果之差与理论真值比较以得到解算的相对误差,从而验证了四元数法的正确性和有效性。最后,指出提高采样频率和采用高阶计算算法能进一步减小姿态解算误差。数字化仿真与转台试验结果表明,本文提出的载体姿态解算法的理论数值相对误差为10-10%,测试实验相对误差为10-3%,计算时间为36μs,具有良好的实时性。 展开更多
关键词 捷联惯导系统 姿态解算 四元数法 飞行导航控制技术
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基于逆向导航解算和数据融合的SINS传递对准方法 被引量:8
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作者 孙进 徐晓苏 +2 位作者 刘义亭 张涛 李瑶 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期727-732,共6页
提出两种观点:1)可以使用一段惯性传感器数据完成捷联惯性导航系统(SINS)的初始对准;2)通过在数据融合中加入逆向—正向SINS解算结果和外部参考数据,可以缩短传感器误差的估计时间。基于以上两观点,旨在不改变卡尔曼滤波器的情况下,短... 提出两种观点:1)可以使用一段惯性传感器数据完成捷联惯性导航系统(SINS)的初始对准;2)通过在数据融合中加入逆向—正向SINS解算结果和外部参考数据,可以缩短传感器误差的估计时间。基于以上两观点,旨在不改变卡尔曼滤波器的情况下,短时间内估计陀螺漂移的一种快速传递对准的方法。在一个参考数据更新周期内,储存了惯性传感器数据和参考数据,并且执行了逆向—正向捷联解算。与此同时,当相应的捷联解算结束后,执行数据融合算法。在上述的更新周期内,由于加入逆向—正向捷联解算,陀螺漂移估计操作增加了两次并且缩短了其估计时间。在舰船晃动的情况下,实验表明:与经典的方法相比,当两种方法的数据融合执行次数相等时,提出的方法缩短了对准时间,对准时间从300 s缩短到100 s;当对准时间相等时,方案1的纵摇、横摇和航向对准误差的均值分别为?0.6638、?0.5896、0.3941,其方差分别为1.0736、0.4629、2.1697,而方案2对应的均值和方差分别为?0.4632、?0.5026、0.3375和0.8828、0.3876、1.7289。由此可知,方案2的对准精度高于方案1。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 传递对准 数据融合 逆向—正向导航解算
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基于多解分离的GNSS/Inertial组合系统完好性监测 被引量:11
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作者 刘海颖 岳亚洲 +1 位作者 杨毅钧 蒋德杰 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期63-68,共6页
在卫星导航系统的完好性监测中,通常的接收机自主完好性监测过分依赖于可见星的几何分布,并且不能提供足够的可用性。针对该问题,给出了一种基于多解分离的惯性辅助卫星导航完好性监测方法。在对基于奇偶矢量的接收机自主完好性监测法... 在卫星导航系统的完好性监测中,通常的接收机自主完好性监测过分依赖于可见星的几何分布,并且不能提供足够的可用性。针对该问题,给出了一种基于多解分离的惯性辅助卫星导航完好性监测方法。在对基于奇偶矢量的接收机自主完好性监测法及其可用性分析基础上,设计了基于多解分离的卫星导航/惯性组合导航紧耦合滤波器,推导了其完好性监测以及可用性计算方法。通过仿真实验,从可用性、阶跃故障和斜坡故障的完好性监测效果等方面,对两种方法进行了对比分析。结果表明,多解分离法在5颗星时仍能定位故障,水平保护限值可以降低50 m,对于1 m/s的斜坡故障检测时间可以缩短71 s,显著提高了完好性监测性能。 展开更多
关键词 卫星导航 惯性导航 完好性监测 多解分离法 奇偶矢量法
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