激光陀螺捷联惯导系统尺寸效应参数标定与优化补偿

提出一种捷联惯导系统尺寸效应标定补偿方法,先标定出捷联惯导系统中每个加速度计相对于三轴转台回转中心的杆臂参数,再基于尺寸效应误差最小原则,对载体坐标系原点位置进行优化,得出相应的尺寸效应参数。对于零偏稳定性优于2×10?5g的加速度计,杆臂参数与尺寸效应参数标定重复性优于0.2mm。将载体坐标系原点置于三轴转台回转中心,以重力加速度g为基准验证标定补偿效果,转台匀速转动情况下,补偿后10min平均偏差小于2×10?6g。根据激光陀螺角增量采样值求出角速度和角加速度,对惯导实验中的尺寸效应进行补偿,在转台角运动条件下纯惯性导航1h定位误差由尺寸效应补偿前的1600m减小到补偿后的300m以内。

激光陀螺捷联惯导系统参数稳定性与外场自标定

惯导系统参数稳定性是决定系统精度的重要因素。基于激光陀螺捷联惯导系统参数稳定性统计分析,建立了适合激光陀螺捷联惯导系统外场自标定的加速度计组件误差参数模型。以惯性组合转动后重新调平的水平姿态修正量以及静态下重力测量误差为观测量,不依赖外界方向姿态转角等基准信息,实现了加速度计组件主要误差参数在外场条件下的自标定,并给出了标定参数的修正方法。实验表明,常温下加速度计组件的标定参数发生明显变化,采用外场标定方法可对其进行修正,相应的水平姿态最大误差由65″减小到10″。该方法标定精度好,标定时间短,操作简便,且对基座不稳造成的瞬时姿态小扰动影响有抑制能力。

激光陀螺捷联惯导系统多位置系统级标定方法

捷联惯导系统的精度受到自身各种误差因素的影响,需在使用之前进行精确地标定和补偿。为了更加有效地标定误差,设计了一种10位置系统级标定的方法。利用简化的误差模型和速度误差变化率方程,建立了所有误差参数与导航误差之间的线性关系。通过设计的10位置连续旋转方案对由各项误差参数引起的速度误差进行充分激励,利用所得数据进行卡尔曼滤波,计算出包括陀螺仪和加速度计的零偏、标度因数误差、安装误差以及加速度计二次项误差等24个误差参数。仿真得到陀螺零偏误差优于0.000 75(°)/h,加速度计零偏误差优于5μg,陀螺和加速度计的安装角误差优于1.5″,标度因数误差优于2 ppm(1 ppm=10-6)系统,加速度计二次项误差优于0.15×10-6 s2/m。另通过3组实验验证了重复性,证明了该方法确实有效。

激光陀螺捷联惯导系统外场快速标定新方法

针对激光陀螺具有标度因数稳定、漂移误差变化小的特点,建立了适合激光陀螺捷联惯导系统的陀螺及加速度计组件简化误差参数模型,推导出了适合激光陀螺捷联惯导系统外场快速自标定的误差模型,设计了激光陀螺捷联惯导系统9位置系统级标定方法,并通过试验验证了该方法可快速准确的标定出加速度计组件的标度因数、安装误差、零偏及激光陀螺安装误差等15个主要参数,方法简单易行。

激光陀螺捷联惯导系统多位置标定方法

在建立惯性仪表简化误差模型的基础上,提出了一种多位置标定方法。该方法充分考虑标定条件、设备以及时间等因素,设计了一种多位置连续转动标定方案,充分激励惯性仪表各项误差参数,从而建立起所有误差参数与系统导航误差之间的关系,通过测量每个位置静态导航状态下的速度误差,采用最小二乘估计,全面辨识出所有21个误差参数。理论分析和实验结果表明,与传统标定方法相比,该方法对标定设备要求低,无需北向基准,实现简单方便,在较短的时间内就可以一次标定出惯性仪表所有21个误差参数,标定精度与基于精密转台的标定精度相当,具有较强的工程实用性。

激光陀螺捷联惯导系统误差补偿技术

结合工程实际应用,充分考虑激光陀螺捷联惯导系统的特性,重点分析了三种与系统动态运动相关的误差,包括尺寸效应误差、圆锥误差以及划船误差。从工程应用的角度出发,分别推导了尺寸效应误差补偿算法、圆锥误差补偿递推算法和划船误差补偿递推算法,并进行了大量的试验,对补偿效果进行了充分地验证。实验结果表明,补偿算法不增加导航计算机的负担,保证了系统在高动态条件下的精度,可以充分发挥激光陀螺的优势,提高激光陀螺捷联惯导系统的导航精度。

旋转式激光陀螺捷联惯导系统抗干扰对准方法(英文)

为了满足捷联惯导系统初始对准的抗干扰性和高精度要求,针对旋转式激光陀螺捷联惯导系统,提出了一种抗干扰的初始对准方法。在旋转式激光陀螺捷联惯导系统进行多位置旋转的基础上,先采用抗干扰粗对准方法进行粗对准,再对转动过程中会产生的尺寸效应误差进行补偿,最后以速度为量测信息进行精对准。试验证明,对准时间为300 s时,采用该方法旋转式激光陀螺捷联惯导系统水平对准精度优于0.18′(RMS),航向对准精度优于1.5′(RMS)。该方法计算量小,算法简单,能实现旋转式激光陀螺捷联惯导系统抗干扰对准,且对准精度高,具有一定的工程应用价值。

激光陀螺捷联惯导系统导航算法设计

结合工程实际应用,充分考虑激光陀螺捷联惯导系统(RLG SINS)的特性,设计出了一套完整的RLGSINS导航算法,包括姿态更新算法、速度更新算法和位置更新算法。在姿态更新算法中考虑圆锥补偿算法,推导了等效旋转矢量的递推算法;在速度更新算法中考虑划船误差补偿算法,推导了划船误差补偿递推算法。大量的车载实验表明,所设计各部分的算法能协调一致工作,解决了RLG SINS高速姿态和速度更新与导航计算机速度间的矛盾,保证了系统在高动态条件下的导航算法精度,可充分发挥激光陀螺的优势,提高RLG SINS的导航精度。

多层局部回归神经网络在激光陀螺捷联惯导系统惯性敏感器误差补偿中的应用

惯导系统误差补偿技术对提高武器装备的性能具有重要的意义 ,而误差补偿的关键在于误差模型的辨识。探讨将多层局部回归神经网络引入到惯性敏感器误差建模中 ,详细介绍了网络结构和对应的自适应动态梯度算法。仿真算例说明 ,多层局部回归神经网络在惯性敏感器输出误差建模时具有一定的优点 :网络收敛速度快、较好的跟踪性能、稳定性好。

一种新的激光陀螺捷联惯导系统的误差参数标定方法

为了提高激光陀螺捷联惯性导航系统的导航精度,对惯性器件误差进行了原理上的分析和说明,并针对由国内某型激光陀螺构成的惯性测量器件进行了误差分析.在此基础上建立了精确的误差模型,并采用多位置标定法标定出了加速度计的误差系数,采用分立标定法标定出了陀螺的误差系数.

激光陀螺捷联惯导系统保障模式浅析

针对激光陀螺捷联惯导系统的产品特点,结合外场实际情况,从现场保障、维修保障和标校保障等三个方面对激光惯导系统的保障模式进行全流程的梳理,重点对激光惯导系统标校保障模式进行研究介绍。经数据统计和分析后,提出了一种外场标校方案,制定相应的硬件和软件技术方案,可完成对激光捷联惯导系统的标校、常规通电检测及故障检测工作,自动化程度高,维修标校时间短,提高了保障效率,满足部队的实际使用要求。

激光陀螺捷联惯导系统的误差参数标定方法

为降低激光陀螺捷联惯导系统误差参数标定对高精度转台的要求,在不精确对北和调平的情况下,综合分析北向基准误差、水平基准误差、转台轴正交度误差、角位置误差以及标定时间等诸多因素,考虑对称位置和整周期旋转等编排原则,改进了速率标定方案,标定出陀螺仪的标度因数和安装误差,同时提出了一种十二位置连续转动标定方法,标定出陀螺仪的零偏以及加速度计的误差参数项。实验结果表明,与传统方法相比,标定精度相当,降低了对标定转台的要求,减少了标定时间,有较高的工程应用价值。

激光陀螺捷联显式制导系统研究

对激光陀螺速率捷联系统作为制导系统的惯性测量设备进行了研究 ,对其数学平台的解算进行了数值仿真 ,并对制导方程采用显式形式进行了研究和数值仿真 ,对速率捷联显式制导系统的方法误差、工具误差、综合误差进行了分析和计算 。

激光捷联惯导系统的射前快速标定技术

捷联惯导系统射前自标定是提高系统精度的重要途径。基于激光陀螺标度因数稳定的特点,建立了适合激光陀螺捷联惯导系统射前自标定的加速度计误差参数模型。分析了基座扰动使姿态发生微幅变化对加速度各通道输出影响,设计了适合激光陀螺捷联惯导系统的加速度计自标定算法,该算法具有一定的抗扰动能力。在误差参数可观测性分析的基础上,设计了射前自标定方案,并进行了实验验证,试验结果表明,该方案可快速准确标定出加速度计相关误差参数。

激光陀螺捷联惯导在海防战术导弹中应用前景的研究

分析了海防战术导弹制导系统的发展趋势,介绍了激光陀螺捷联惯导系统的性能特点,提出了激光陀螺捷联惯导系统作为海防战术导弹制导系统的重要战略意义,并对其在导弹控制系统中的应用前景进行了展望。

基于SoPC的捷联系统硬件平台的设计

为了提高激光陀螺捷联系统的硬件平台集成度并减小其功耗,满足微小型导航系统的要求,在基于Xilinx的Virtex-4 FPGA芯片上,通过SoPC方法设计新一代硬件平台。该硬件平台使用FPGA内嵌的PowerPC405硬核处理器作为功能控制与运算中心,并在FPGA逻辑中设计功能全面的IP核来实现数据采集、数字滤波、串口通信和部分导航解算。从而在保证较高的运算速度和精度的同时,达到了预期的效果。

提高载车定位与卫星跟踪精度的多信息融合系统研究

基于应用背景对移动卫星通信车辆精确定位和实时动态通信的要求,提出了一种新的基于激光陀螺捷联导航系统(LINS)、光电编码器(OEC)、GPS、信标组合的载车精确导航定位与同步卫星实时跟踪方案.方案以LINS/OEC组合作为核心单元,GPS、信标作为辅助信息,研究了基于联邦滤波的信息融合策略,给出了融合系数的选取方法.论文在车辆移动卫星通信系统中创造性地引入光电编码器组合以提高姿态保持精度和系统自主定位精度,并有效降低系统对GPS的依赖性.大量试验研究表明采用该技术与融合方法后,载车在长时间、不同路况动态工作时,其定位精度CEP值在10m以内,天线姿态跟踪精度保持在±0.05°范围内,尤其在较长时间内系统受遮挡条件下,其定位、姿态跟踪精度较未组合光电编码器前的系统提高达50%以上.

基于VME总线的LINS系统设计

针对多任务并行实时处理、中等精度、性能可靠的要求,提出了一套基于 VMEbus 总线的分布式并行双机的环形激光陀螺捷联惯导系统(LINS)的设计方案,方案的实现使得硬件上满足实时化、易开发的特点.软件的设计符合软件工程的设计思想,同时又解决了系统的同步及 PCI 与 VME 总线的中断与访问。

重庆航天新世纪卫星应用技术有限责任公司“动中通”系统

重庆航天新世纪卫星应用技术有限责任公司隶属中国航天科工集团,是专业从事激光陀螺、激光陀螺捷联惯导系统、快速定位定向系统、“动中通”及航天遥测遥控设备等产品的开发、研制和生产的高新技术企业。“动中通”系统于1999年发明成功,获得国家发明专利;2006年3月18日,通过有6位院士参加的闭环快恢复型移动卫星通信系统(动中通)科技成果鉴定,鉴定结论为国内领先、达到国际先进水平。“动中通”是指汽车、火车、轮船、飞机等移动的载体在运动过程中实时地跟踪卫星或升空平台,不间断地传递语音、数据、图像等多媒体信息。“动中通”系统主要由天线及馈源系统、转动平台、信息反馈系统、信息采集及处理系统、跟踪控制系统、通信系统等组成。

AN IMPROVED ROTATION VECTOR ATTITUDE ALGORITHM FOR LASER STRAP-DOWN INERTIAL NAVIGATION SYSTEM

The laser gyro is most su it able for building the strap down inertial navigation system (SINS), and its acc uracy of attitude algorithm can enormously affect that of the laser SINS. This p aper develops three improved algorithmal expressions for strap down attitude ut ilizing the angular increment output by the laser gyro from the last two and cur rent updating periods according to the number of gyro samples, and analyses the algorithm error in the classical coning motion. Compared with the conventional algorithms, simulational results show that this improved algorithm has higher precision. A new way to improve the rotation vector algorithms is provided.