一种适用于高动态强干扰环境的视觉辅助微机械捷联惯性导航系统/全球定位系统超紧组合导航系统

为解决高动态、恶劣全球定位系统(GPS)环境下微机械捷联惯性导航系统(MEMSSINS)/GPS超紧组合导航系统抗干扰能力差的问题,提出一种适用于高动态强干扰环境的视觉辅助MEMS-SINS/GPS超紧组合导航系统。将双目视觉提供的姿态信息引入MEMS-SINS/GPS超紧组合系统中,提高了平台失准角的可观测性;推导了系统的状态方程和量测方程,使用模糊控制方法对两个子滤波器的导航结果进行信息融合。通过数字仿真验证了该系统方案设计的可行性:当GPS信号受到强噪声或多径干扰造成跟踪精度下降时,双目视觉辅助MEMS-SINS/GPS超紧组合系统可以有效降低导航误差,系统位置误差和速度误差分别保持在5. 0 m和0. 5 m/s以内,有效地解决了低空飞行器在GPS信号被遮挡或干扰情况下的导航问题。

基于微机械惯导的管道多功能内检测系统研发

管道中心线测绘坐标是管道完整性管理的重要基础数据。针对小口径油气输送管道中心线测绘对小尺寸惯性导航系统的需求及现有管道内检测技术存在不足的问题,提出了一种基于微机械惯导的管道中心线测绘与基于永磁扰动检测的管道内检测技术,研发了小口径管道多功能内检测系统。该系统体积小、结构简单、能耗低、操作方便。现场工程应用中,测绘结果和实际验证结果表明,多功能内检测系统能够准确测绘管道中心线轨迹坐标,系统永磁检测探头可以有效检测管道特征及内壁缺陷,利用时间参数可实现管道任一特征点的具体坐标匹配,有效获取管道特征的地理坐标信息。该检测系统的研发成功提高了管道内检测定位的精度,对保证小口径管道的安全运行具有重要作用。

微导航系统的划船算法优化设计

划船效应误差的确定与补偿是影响高动态、恶劣振动环境下捷联惯性导航系统速度计算的重要问题。文中针对采用微机工陀螺的微导航系统的速度计算,提出了一类新的划船效应补偿算法,并对其进行了误差分析,得到了一些有意义的结论,有工程实用价值。

微机械加速度计发展及其在制导武器中的应用

本文分析了压电式、电容式、隧道式几种典型微机械加速度计的基本结构和工作原理,并简单阐述了微机械加速度计的现状发展及在制导武器中的应用现状和前景。

MEMS惯性测量组件的温度误差补偿模型研究

为了减少温度对MEMS惯性测量组件测量精度的影响,将MEMS加速度计、陀螺的零偏和标度因数统一进行温度建模,再用非线性回归法辨识出模型中的各项参数,然后采用逐步回归分析法对模型进行优化,对优化的模型方程和方程中各系数做进一步的显著性检验.对比温度误差补偿前后的试验结果表明,经过补偿后的加速度计和陀螺在全温范围内误差分别保持在10mg和0.04(°)/s以内,尤其是低温时补偿效果明显,最大约10倍,验证了温度误差补偿方法的有效性.采用该补偿方法,能有效降低温度的非线性对精度的影响,从而提高全温范围的测量精度.

微机电系统的科学研究与技术开发

着重论述了当前国际上微机电系统的相关基础理论研究、微机电系统制造工艺技术的发展、微机电系统发展动态与趋势，最后强调了探索适合我国国情的微机电系统发展途径的重要性。

MEMS-INS室内行人定位三维地图匹配算法

提高基于微机械(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的室内行人三维定位精度一直是一个研究热点和难点,其中器件误差是影响MEMS-INS精度的一个棘手问题.由于器件误差产生的机理十分复杂,采用现有的修正技术无法准确地对误差进行估计建模,导致MEMS-INS的位置精度不高.本文从室内环境结构分析入手,提出了一种三维地图匹配的条件随机场算法.通过设计导航输出的位姿信息与室内状态点的数学关系,结合最佳轨迹求取的算法建立室内三维地图匹配的算法模型.最后通过算法求解出的最佳匹配点坐标修正惯性导航输出的位置误差.