INS/CNS/GPS组合导航系统仿真研究

研究了INS/CNS/GPS组合导航系统的原理和特点,对组合导航系统进行了计算机仿真,提出了采用平台失准角、INS与GPS的位置之差和速度之差作为观测量的方法。采用卡尔曼滤波技术,可以估计出平台的失准角、惯性器件误差及导航参数误差。仿真结果表明:通过校正惯导平台、消除导航参数误差,可以大大提高了系统的导航精度。

一种多模型自适应联邦滤波器及其在INS/CNS/GPS组合导航系统中的应用

本文介绍一种基于多模自适应估计的联邦滤波器的原理和特点。设计了INS/CNS/GPS组合导航系统的联邦滤波算法 ,并首次将多模自适应估计方法运用到联邦卡尔曼滤波器中。此外 ,联邦滤波器算法中采用自适应调整信息分配系数的方法。仿真结果表明 ,与采用单一模型的联邦滤波算法相比 ,多模自适应方法与联邦滤波方法结合使用能大大提高导航系统的精度和可靠性。

INS/GPS/CNS组合导航系统的自适应滤波技术研究

本文重点研究了状态与偏差解耦估计的自适应滤波算法在 INS/GPS/CNS组合导航系统中的应用问题。由于组合导航系统模型参数往往与实际的物理过程具有一定的偏差 ,因此采用常规的卡尔曼滤波算法常会发生滤波发散现象。本文提出一种自适应滤波算法 ,并应用于组合导航系统。仿真结果表明 ,自适应滤波可以有效地抑制滤波发散 ,增强系统方案对环境的适应性 。

弹道导弹INS/GNSS/CNS组合导航系统研究

提出了弹道导弹惯性 /卫星 /天文组合导航系统的方案与组合结构 ,分析并建立了组合导航系统的误差模型 ,采用了联邦滤波器进行组合导航系统导航状态的最优估计 ,并进行了组合导航系统的仿真计算。仿真结果表明采用卫星导航定位系统和天文导航系统对弹道的惯性导航系统进行辅助将大幅度提高弹道导弹的导航精度 。

适合于航空应用的INS/CNS/Doppler组合导航系统研究

针对无阻尼惯导系统的误差特点,设计了适合航空应用的惯性(INS)/天文(CNS)/Doppler组合导航系统,建立了该组合导航系统卡尔曼滤波模型。仿真试验表明,该组合导航系统能为飞行体提供精确的导航信息。

一种简化的发射系下SINS/GPS/CNS组合导航系统无迹卡尔曼滤波算法

在弹载等高动态环境下组合导航系统状态方程具有强非线性,且各状态相互耦合影响,传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法因忽略高阶项相互影响,其模型线性化展开会导致模型不准确引起导航精度下降;无迹卡尔曼滤波(UKF)算法能有效避免引入线性化误差,却存在因组合导航系统维数过高引起大量粒子递推滤波计算复杂而影响算法实时性的问题。为此,针对发射惯性系下弹载组合导航系统对滤波算法高实时性和高精确性的要求,设计了一种简化UKF(SUKF)算法,SUKF算法通过对导航系统的状态参数直接进行建模估计,解决了传统UKF算法实时性差的问题,同时继承了传统UKF算法无需模型一阶线性化展开的优点,提高了导航系统的精度。算法仿真结果表明,SUKF算法有效提高了系统解算的实时性和滤波精度,非常适合用于实际工程系统。

INS／GPS／CNS组合导航系统

─—本文为面向二十一世纪航行技术的发展提出了一种新型而实用的惯性／ＧＰＳ／天文组合导航方案。文中分别建立了目前在航海、航空、航天领域中最为通用的ＩＮＳ／ＣＮＳ及ＩＮＳ／ＧＰＳ两种组合系统的数学模型；详细论述了ＩＮＳ／ＣＮＳ及ＩＮＳ／ＧＰＳ组系统方案的优缺点。本文提出的ＩＮＳ／ＧＰＳ／ＣＮＳ组合导航系统是一种具有高精度的定位，测速及姿态的全参数导航系统，具有重要的学术意义和实用价值。

INS/CNS/GNSS组合导航系统信息分析及其滤波器设计

分析了INS/CNS/GNSS组合导航系统信息结构的特殊性 ,指出在此情况下应用联邦滤波器进行状态估计的信息不对等。针对此类情形 ,设计了几种滤波器的结构 ,分析了所设计滤波器的信息构成及信息的分配与融合 ,并尝试提出伪联邦滤波器的概念。本文所讨论的情形及设计的滤波器结构可以推广到一般的同类情形 。

INS/GNSS/CNS组合导航系统仿真研究

研究了INS/GNSS/CNS组合导航系统的原理和特点,分析并建立了组合导航系统的误差模型,采用了平台失准角、INS与GNSS的位置之差和速度之差作为观测量进行仿真计算。仿真结果表明:采用天文导航系统对弹道导弹的INS/GNSS组合导航系统进行辅助将大幅度提高导弹的导航精度,具有重要的实际意义。

INS/GPS/CNS组合导航系统仿真

在分析INS、GPS、CNS导航系统特点的基础上,建立了组合导航系统的误差模型,提出了一种基于联邦滤波器的INS/GPS/CNS的组合导航算法,采用平台失准角、INS与GPS的位置之差和速度之差作为观测量,对算法进行了仿真研究。仿真结果表明:通过校正惯导平台、消除导航参数误差,可以大大提高系统的导航精度。

天文/惯性组合系统中重力扰动补偿方法

针对重力扰动引起惯性水平基准姿态测量误差进而导致天文/惯性组合导航系统定位精度下降的问题,提出天文/惯性组合系统中的重力扰动补偿方法。首先,基于导航误差模型分析了影响天文/惯性组合导航系统定位精度的主要因素。其次,推导了重力扰动、惯性水平基准姿态测量误差与天文导航定位误差之间的传播机理。然后,研究了重力扰动建模与修正方法,并将重力扰动补偿方法应用于惯性水平基准的导航解算回路中,实现重力扰动的有效补偿。跑车试验结果表明,所提重力扰动补偿方法可以将天文/惯性组合导航系统中定位误差的振荡幅值由1.6 n mile降低至0.5 n mile。

SINS/CNS组合导航半实物仿真系统及其实验研究

因航天实验费用大,组合导航系统的性能及算法很难都通过飞行实验进行测试,为此提出了一种高性能捷联惯性/天文组合导航半实物仿真系统。该系统遵循硬件功能模块化和软件流程一体化的设计思想;利用轨迹发生终端生成标称轨迹数据,作为信息处理统一参考源;采用时间软同步并行采集惯、性、天文系统真实误差数据;通过平滑处理,结合标称轨迹数据完成性能测试。它具有强的灵活性和可扩展性,利用其可有效地降低组合导航系统的实验成本,缩短研制周期;这对研究组合导航系统的算法性能、系统特性和工程应用等具有重要理论和实践意义。

影响天文导航系统定位精度的两个因素分析

本文的目的是研究影响天文导航系统定位精度的两个因素–时间和重力矢量方向。首先对影响天文导航系统定位精度的两个因素进行了理论分析并首次给出了理论公式,然后通过计算机仿真试验分析了两个因素对天文导航系统定位精度的影响程度。最后给出了对工程实践具有指导意义的结论。

基于舰船INS／GPS／CNS组合导航系统信息融合技术研究

本文提出了一种基于信息融合技术的舰船组合导航系统方案，并对系统的原理、组合方式以及相关的信息融合技术进行了初步讨论。基于信息融合的组合导航方案可以充分地利用各种导航传感器的信息，有效地提高了舰船导航系统的精度和可靠性。

基于Huber鲁棒性滤波的惯性/天文组合导航算法

针对星敏异常量测对组合系统状态估计性能的影响,提出一种基于Huber鲁棒性估计理论的惯性/天文组合导航滤波算法。通过对广义极大似然估计理论的详细推导,给出了基于Huber鲁棒性估计的Kalman滤波(简称H-EKF)算法流程,并基于跑车数据进行算法性能对比验证。结果表明,该算法对星敏异常量测噪声具有很好的鲁棒抑制性,与传统Kalman滤波算法相比,对陀螺常值漂移的估计精度和稳定性均有所提升,有效保证了惯性/天文组合系统导航精度。

卫星导航系统中的天文学

讨论了当前广泛应用的卫星导航系统与天文学的关系,从卫星导航系统的时空基准、近地空间大气的监测、卫星的姿态控制等几方面简述天文学的应用.针对高校大地测量和导航、制导与控制专业研究生的培养,提出了对天文学知识的要求.

关于现代天文导航系统的思考

国际海事组织决定于2010年完成STCW规则（《海员培训、发证和值班标准规则》）的修正案，并将于2012年生效。新的STCW规则修正案中一个最有争议的问题是天文导航是否继续保留作为培训要求。1目前船舶导航系统的状况随着现代科学技术的迅速发展，船舶海上导航定位技术日新月异。从早期传统的天文导航到航海雷达的出现．声纳技术的使用，以及各种无线电导航系统的相继产生．逐渐满足海上导航定位的要求。

基于对偶四元数的惯性/卫星/天文组合导航系统改进联邦滤波方法

传统惯性/卫星/天文组合导航系统联邦滤波中主滤波器和子滤波器状态量保持一致,而天文姿态信息仅对部分状态具有可观测性。常用的惯性/天文组合模式需将高精度的天文姿态信息进行坐标转换,从而降低组合导航精度。针对上述问题,提出了一种基于对偶四元数的惯性/卫星/天文组合导航系统改进联邦滤波方法,通过可观测性分析对子滤波器进行降维,能在保证导航精度的同时提高系统实时性。基于对偶四元数的降维惯性/天文组合方法可直接利用天文姿态信息进行组合,实现了天文高精度信息的有效利用,且避免将不可观测状态进行反馈修正从而提高组合精度。仿真结果表明,提出的改进联邦滤波方法能获得与集中式滤波相当的精度,在卫星信号丢失或故障情况下,相比于传统惯性/天文组合具有更优的性能。

运动载体的惯性/天文导航系统仿真研究

对惯性/天文组合导航系统在运动载体上的应用进行了研究。在分析天文导航系统测姿原理的基础上,建立了组合导航系统的数学模型,介绍了一种姿态角误差转换矩阵的求取方式,针对运动载体姿态相对变化较快而存在的输出延迟问题,研究一种在采用卡尔曼滤波进行信息融合过程中,进行延迟误差补偿的数据处理方法。基于建立的数学模型,运用卡尔曼滤波方法对延迟补偿前后的系统进行了仿真比较,仿真结果表明文中所设计算法可以较好地满足运动载体的定姿定位要求。

天文/惯性/卫星组合导航系统及其交联系统试验研究

随着科学技术的发展,导航渐渐发展成为一门专门研究导航原理方法和导航技术装置的学科。在舰船、飞机、导弹、宇航器等航行体上,导航系统是必不可少的重要设备。惯性/天文/卫星组合导航系统以惯性导航解算为核心,利用天文信息和卫星信息作为观测值,采用卡尔曼滤波技术对惯性的惯性器件误差以及位置、航向、姿态和速度误差进行估计并修正。实现惯性导航、天文导航和卫星导航的组合,兼备了三种导航系统的优点,克服了三者的缺点,是长航时、高精度、全自主导航系统,可以为用户提供高精度全自主的导航信息。