基于Matlab/Simulink捷联式惯性导航系统仿真

本文根据捷联式惯性导航系统的特点,对系统的不同模块分别采用MATLAB语言编程和Simulink模块图方法对系统进行仿真,对由加速度计信息计算地理坐标系的角速度信息模块,由于工程中其结构图已知,采用Simulink进行仿真比较方便且误差较小;对系统中的四元数以及姿态角的计算,由于计算量大,解算公式复杂,因此采用MATLAB语言编程进行仿真。最后通过执行MATLAB命令完成整个系统的仿真任务。本文的仿真方法克服了单纯应用MATLAB编程或其它高级语言编程仿真时的计算量大、难度高、周期长、误差大的缺点。使动态系统的仿真易于实现。

基于激光陀螺的捷联惯性导航系统工程实现技术研究

本文对利用激光陀螺构成的激光捷联惯性导航系统工程实现的关键问题进行了研究，从工程化观点出发，给出了系统的硬件实现原理图。针对激光IMU具有较高测量精度的特点。在系统算法上研究针对性的误差建模和补偿技术，并采用了高效的捷联惯性导航系统算法，针对采用机械偏频技术克服激光陀螺仅固有测量锁区所引入的周期性干扰信号。提出了采用离散傅立叶变换进行频谱分析并设计相应的数字滤波器削弱或消除干扰信号。实际跑车实实验结果表明，上述的激光捷联惯性导航系统的设计思路是可行的，设计的系统性能能够达到预定的要求。

《旋转调制型捷联惯性导航系统》内容简介

本书概述了捷联惯导系统发展状况,讨论了基于惯性测量单元(IMU)转动的调制型捷联惯性导航系统的发展、应用状况及前景;分析了旋转调制型捷联惯性导航系统误差调制自补偿原理,设计并验证了惯性测量单元的旋转调制方案;实现了旋转调制型捷联惯性导航系统中器件偏差的标校与初始对准;

一种低精度捷联式惯导系统初始对准方法

捷联式惯导系统的对准,是指在系统进入工作前建立姿态矩阵的初始值。针对低精度捷联式惯导的初始对准,提出了基于捷联式惯导系统和双天线GPS测向系统组合的初始对准方案,并着重推导了失准角和陀螺常值漂移的计算过程,最后利用最小二乘法进行了实验验证,结果表明方法可行。

磁——惯性导航系统的实用条件和可行对策

本文介绍了捷联式磁强计与惯性元件构成磁——惯性导航系统的方案;指出了国内外研制的新产品不能正式使用的三个问题:磁强计使用误差、环境磁场数据库不完善不准确和磁异常区工作性能失准;分析了其根本原因在于磁强计制造误差、安装误差和载体磁场干扰误差;提出了采用自动校正的12常数修正数学模型进行全误差(包括高阶罗差)修正,将应用磁场数据计算的方位姿态精度提高到0.1°以内,实现加权余度计算,消除应用惯性数据计算的方位姿态的累积漂移误差的方法,并在此精化方法基础上自动判别实时位置的数据库数据准确性,当证明其数据不完善不准确时自动切入纯惯性工作状态和计算充实修正数据库。上述方案不仅可用于解决磁——惯性导航系统正式使用问题,而且可降低磁强计和惯性元件的精度要求,并获得较高的方位姿态和导航定位精度。

基于MEMS陀螺的低成本捷联惯导系统设计

介绍了一种基于MEMS陀螺和石英挠性加速度计的低成本捷联惯性导航系统的设计与实现方法。给出了惯性测量单元(IMU)的模型方程,并在全温下对IMU的输出进行补偿;采用"四元数"法进行姿态计算,通过坐标变换、积分运算确定载体的速度、位置;对惯测样机进行了60 s的静态测试,结果表明该系统短期准确度满足SINS/GPS组合导航系统需求。

空空导弹捷联惯导系统传递对准精度评估方案设计

提出了一种实用的动机座对准精度评估方案,可用于评估空空导弹捷联惯导的对准精度。该方案采用速度匹配法,通过比较导弹子惯导系统与所选基准系统(主惯导系统或DGPS系统)的速度差,评估出导弹相对于基准系统的失准角。该方案已用于空中对准导航飞行试验的对准精度评估,结果表明方案可行、实用。

低精度SINS初始对准/GPS双天线测向互辅算法

针对低精度捷联惯性导航系统无法实现航向角的自对准和全球定位系统双天线测向需要较长时间的初始化问题,研究了二者互相辅助的新算法.即利用SINS初始对准时的俯仰角信息和已知基线长度进行约束,通过搜索基线姿态角,在二次残差最小的条件下快速确定基线航向角,然后利用该航向角辅助SINS的快速初始对准.建立了互辅算法模型,论述了互辅原理,推导了相关公式.通过实验比较,验证了新算法的正确性及可靠性,30s内得到了0.2°的俯仰角和航向角误差,100s内实现了低精度SINS的初始对准,且算法简单,实用性强.

厘米级高精度GPS-SINS组合系统研究

成像传感器和定位子系统是先进机载成像系统的两个重要组成部分。以东、北、天坐标系为导航基准坐标系 ,建立了 GPS-SINS组合系统状态的数学模型 ,详细推导了利用 GPS双差相位及双差相位率的组合系统观测方程。仿真结果表明 ,该组合系统能达到厘米级定位精度 ,姿态精度为 1 0″左右 ,可满足先进机载成像系统的要求。

基于伪距、伪距率的GPS/SINS容错组合导航系统

为了提高组合导航系统的容错性和可靠性 ,本文采用基于伪距、伪距率的GPS/SINS组合导航系统 ,详细推导了该组合导航系统的模型 ,并通过仿真验证了当有效定位卫星数目小于四颗时 ,该组合方法仍可以利用GPS信息修正SINS的导航误差 ,满足一定的导航精度需求。并通过可观性分析 。

基于脚部捷联惯性传感器的行人定位方法比较

对两种基于脚部捷联惯性传感器的行人定位方法-惯性导航系统(INS)和行人航迹推算(PDR)方法的定位精度进行比较。为行人定位算法的设计提供参考,在布置有超宽带(UWB)定位设备的空旷地带,实验者将捷联惯性测量单元(IMU)穿戴在脚部,以正常步速行走一个周长为124.2 m的一个矩形。用INS和PDR算法分别对采集的惯性数据进行处理得到行人位置;以UWB定位的结果为参考,对两种算法的定位精度进行评价。实验结果表明:INS的平均定位精度比PDR高1 m,并且随着行走距离的增加,PDR的定位误差远高于INS,达到2 m以上。

最优平滑技术应用于传递对准惯导系统的初始对准精度试验估计

本文讨论了一种动基座使用的子惯导系统的初始对准精度评估方法,提出利用INS或差分GPS等参考系统与被试系统组成一个机载导航数据测试系统.采用卡尔曼最优平滑技术,通过飞行试验实时记录和事后处理测试系统导航数据,来获取高精度导航定位与初始对准参数估计的方法.

一种低成本的惯性导航系统的硬件设计

随着导航系统的广泛使用，如何降低传统的捷联式惯性导航系统的成本，以适应系统低成本的要求变得尤为重要。小型实用的制导系统不但要求符合一定的系统精度要求，更要求该系统具有体积小、价格低、重量轻和良好的可靠性。本文提出的硬件系统不但利用了传统的捷联式惯性导航系统，而且提供了与GPS(全球定位系统)的连接，大大提高了系统的定位精度。降低了系统的制造成本，满足了小型化、低成本的要求。

低阶卡尔曼滤波器在低成本SIAHRS中的实现研究

在导航系统的工程应用中 ,高阶滤波器将给导航计算机带来沉重的计算负担 ,也会带来较大的模型误差 ,从而影响系统的滤波精度和性能。文章介绍了低成本捷联惯性航姿系统 (SIAHRS)中低阶卡尔曼滤波器的设计和实现 ,针对航姿系统提出了一种低阶滤波器结构 ,结合磁传感器对航姿系统的航向角进行了组合修正 ;并且以实际研制的低成本航姿系统为例 ,讨论了航姿系统的组成 ,将低阶滤波器应用于该航姿系统。实践结果表明 ,这种低阶滤波器能完全保证低成本捷联航姿系统的姿态精度 ,是一种具有实际应用价值的滤波器 。

基于SINS/DGPS的捷联式航空重力矢量测量

国防科学技术大学研制成功了我国首套具有自主知识产权的捷联式航空重力测量系统SGA-WZ01。该重力测量系统由捷联式惯性导航系统（SINS）和差分全球定位系统（DGPS）组成。2012年4~5月,在南海某海域进行了飞行试验以测试这一新型重力仪的精度。描述了该系统的构成和数据处理过程,在数据处理中应用了全球重力场模型对重力测量结果进行校正。试验结果表明,该系统不仅可用于重力标量测量,还可用于矢量测量。重复测线的数据表明了该系统测得的重力异常的重复性可达到1.5m Gal,经过全球重力场模型校正之后北向分量的重复性为7.46m Gal,东向分量的重复性为4.46m Gal。

高精度RNS/SINS组合定位算法研究

研究飞行器导航定位精度优化问题,提出了RNS/SINS组合导航方法,并对无线定位系统的测距设备和捷联惯导系统的惯性测量单元进行误差建模。对惯性测量单元和无线测距设备输出的原始数据进行采集,通过均值、均方差和AR模型等方式对采集数据进行分析,得到惯性测量单元和无线测距设备的误差系数。最后基于各误差系数设计了轨迹发生器,设计了松组合卡尔曼滤波器,对组合定位系统进行数字仿真。结果表明组合定位系统抑制了惯导的误差积累和无线定位系统的信号跳变,提高了系统的定位精度。

基于SINS/GNSS的捷联式车载重力测量研究

2015年3月,由国防科技大学独立研发的SGA-WZ02重力仪在湖南长沙进行了一次车载重力测量试验,目的是为了检验、评估该重力仪应用于车载重力测量的可行性和精度水平。该重力仪系统主要由捷联惯性导航系统(SINS)、差分GNSS系统以及数据记录系统组成。试验路线为长沙市区东部的一条长约35 km的高速公路,测量过程中平均车速为40 km/h,本次试验共得到3条重复测线数据以进行内符合精度评估。为了评估重力异常外符合精度,使用CG-5高精度地面重力仪对该测线区域进行了测量,建立了外部重力参考数据库。本次车载试验结果表明,重复测线的内符合精度为1.64 m Gal/1.1 km,1.12 m Gal/1.7 km,外符合精度为2.33 m Gal/1.1 km,1.77 m Gal/1.7 km。

自主导航式智能小车

该作品的设计目的是以智能小车为载体设计一种体积小、成本低、高可靠性、定位精度高的导航系统。惯性导航是惟一不依赖外部信息源的自主导航方式．因此惯性导航系统广泛运用于海、陆、空、天等各种军事装备上。采用微。匿性器件构成捷联惯性导航系统（SINS）由于体积小、成本低。已经越来越多地被运用到军用、民用领域。

基于MEKF的捷联惯导初始对准算法研究

在某些对精度要求不是很高的领域微机电系统(MEMS)等低精度捷联惯导系统因其造价低等特点而得到广泛应用。由于传统的初始对准方法不能估计除姿态以外的任何量,故不适用于MEMS等低精度捷联惯导系统。该文研究了一种基于姿态估计的初始对准方法,并使用乘性扩展卡尔曼滤波进行对准,在姿态对准的同时实现对惯性器件误差的建模估计。在实现初始对准的基础上显著降低了计算量。

提高低精度处理器捷联导航计算机精度的方法研究

针对低精度捷联导航计算机的计算精度对系铳精度带来的影响,本文旨在研究如何在不更换处理器的前提下提高运算精度,并为此提出两个方法以满足系统要求。经过工程实践证明所研究方法均满足实际工程需要。