航空遥感中基于高阶INS误差模型的GPS/INS组合定位定向方法

基于随机常数、随机游走和一阶马尔可夫过程组合的高阶IMU误差模型,建立36阶卡尔曼滤波器。通过松散组合模式,最终实现位置标准差±5cm、俯仰/横滚角标准差±0.002°、航向角标准差±0.008°的定位定向精度。

基于GPS/INS姿态测量与定位的航空摄影测量精度分析

OEEPE于1999年启动了名为“集成传感器定向”的实验,研究“是否或在什么条件下GPS/INS直接测量的外方位元素可完全替代空中三角测量”这一焦点问题。对本次OEEPE实验的设立、数据获取与预处理以及“直接传感器定向”与“集成传感器定向”两个阶段的主要内容、输入数据与结果进行了全面系统的介绍,总结了该实验若干关键性的结论,以指导基于GPS/INS系统的航空摄影测量作业生产。

基于伪距+伪距率组合的GPS／INS仿真平台开发

伪距+伪距率组合作为一种主要的深组合方式已日益广泛的应用于飞行器组合导航的研究领域。在研制组合导航系统之前,建立组合导航仿真平台是降低研制成本和缩短开发周期的有效途径。建立了基于伪距+伪距率组合模式的INS/GPS组合导航仿真平台,并着重介绍组合子部分的模型、算法以及软件结构。最终的设计方案已应用于某型无人机仿真系统中。

一种基于INS/GPS/CNS的联邦滤波算法

为解决传统INS/GPS两组合算法输出姿态精度低、长时间精度发散的问题,本文采用INS/GPS/CNS三组合的方式,结合联邦滤波器设计思路,提出一种基于INS/GPS/CNS的联邦滤波算法,以位置误差、速度误差和平台失准角作为观测量,通过设计INS/GPS/CNS三组合系统,对算法有效性进行试验验证。静态试验结果表明:本文所提算法相较于传统INS/GPS两组合算法,平台失准角精度可以提高一个数量级,且算法收敛、稳定、容错性强,工程应用意义重大。

GPS/INS在天线平台控制中的应用

本文介绍以GPS/INS组合导航设备作为核心部件的一种新的平台控制方案。GPS/INS组合导航,可以长时间提供惯性导航信息,稳定的、动态的运动解析,同时提供准确的位置数据,速度数据及其他导航信息。GPS/INS组合导航不仅可以给天线平台伺服系统提供控制参数,而且可以实时记录导航和姿态信息以备雷达后期成像。

UKF在INS/GPS组合导航直接法滤波中的应用

INS/GPS组合导航系统直接法滤波中是直接以导航系统输出的导航参数(位置、速度等)作为状态,所以系统方程为非线性方程。UKF(Unscented Kalman Filter)是一类以UT变换为基础,以卡尔曼线性滤波为框架,采用确定性采样策略逼近非线性分布的非线性滤波算法。由于它是对后验概率密度进行近似来得到滤波估计,所以避免了非线性系统中状态方程的线性化问题,能较好地解决系统方程非线性问题。论文INS/GPS组合导航系统中采取直接法,建立非线性模型进行UKF滤波解算,并与EKF方法比较,实验结果显示UKF方法能更好地解决系统状态方程非线性的问题,并得到更高的导航精度。

无人机组合导航直接法与间接法滤波方式比较

全球导航卫星系统/惯性导航系统(GNSS/INS)组合导航可以提供连续、高精度的位置、速度、姿态信息,被广泛应用于无人机的状态估计。其中滤波算法的构建是其组合关键。不同组合导航的模式会对导航定位结果产生相应的影响。针对直接法和间接法这2种常见的组合模式,分别构建了基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的全球定位系统/惯性导航系统(GPS/INS)松组合模式,并将其运用于不同飞行场景下无人机(UAV)的实时动态状态估计。仿真场景以及实际数据验证结果表明,间接法在精度和稳定性方面优于直接法,直接法在滤波计算速率方面优于间接法。因此,当系统具有较高的计算性能,且面向高精度的应用情况下可选择间接法作为无人机导航的技术方案;对于快速求解但精度要求不高的应用情况下,选择直接法作为无人机导航的技术方案可以在一定程度上降低系统的成本。