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.

双天线测向信息辅助捷联惯导快速对准算法

为解决捷联惯导的快速高精度对准问题,给出了一种双天线测向信息辅助的惯导快速对准算法。介绍了双天线测向的基本原理,在此基础上给出了双天线基线安装误差的补偿方法。基于速度、位置、航向观测量,设计了快速对准卡尔曼滤波器,给出了具体航向量测方程。根据实测双天线测向误差特性进行了仿真分析。仿真结果验证了方法的有效性,4 min航向精度优于0.05°,可满足通常0.8 nm/h机载捷联惯导的对准精度要求。双天线测向信息辅助快速对准算法相对传统基于罗经效应的速度、位置量测对准方式,对准时间可极大地缩短,但具体对准航向精度受双天线测向误差影响大。

一种多频段双波束超宽带测向天线设计

设计了一种多频段双波束超宽带测向天线,通过采用切割抛物面多馈源形式,涵盖L/S/C/X频段,不仅节省设备平台的空间,又能实现多频段双波束共用抛物面,利用结构上改变抛物面切割形式来达到压窄方位面波束的目的。采用馈源偏置的抛物面天线,可以将馈源、馈线、支撑结构等从反射波很强的区域移开,减少对口径面的遮挡,从而改善匹配、降低副瓣电平,实现了多频段双波束共用反射面的设计。测试结果表明天线在L/S/C/X频段范围内电性能良好。

双天线航向测量与惯导姿态组合指向方法研究

针对传统双天线GNSS/MEMS_INS松耦合组合系统在高精度指向对准应用中,由于子系统测量基准不一致产生标定误差,从而导致系统输出载体方位角误差大、精度低等问题,提出了一种基于指向角解耦的组合方式来降低该标定误差对方位角的影响,使组合系统的方位角误差控制在±0.1°以内。首先对传统组合方式的指向角测量展开分析,指出问题所在,然后分别介绍了传统组合方式模型和改进之后的组合模式,最后以传统组合系统为参考,对两种组合方式进行实地测试分析。实验结果表明,改进之后的组合系统相比传统组合系统在方位角测量均值上提升了0.082°,与真值相比误差仅为0.046°;方位角测量精度为0.236°,相比传统模式提升了0.842°。可应用于高精度指向对准场景中。

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。