基于DSP的捷联惯导系统组合初始对准算法设计

针对传统罗经法对准存在收敛速度慢、精度和稳定性较差的问题,将基于惯性系的快速对准方法和基于卡尔曼滤波精对准方法进行有机结合,利用惯性系对准的快速性,在2min内确定卡尔曼滤波状态的初始值,最后再利用卡尔曼滤波在14min内完成精对准。以TI公司的TMS320F28335高速DSP芯片作为初始对准的处理器,基于CCS编程软件完成了组合对准程序设计与调试,利用项目组自研光纤陀螺捷联惯导样机进行了比对验证试验。试验结果表明,该组合方法比传统罗经对准方法具有更快的收敛速度、更好的对准精度和更高的稳定性。

捷联惯导基于星体跟踪器的高精度初始对准算法

捷联惯导与小视场星体跟踪器构成惯性/天文组合导航系统,导航精度受导航初始误差和器件误差的综合影响。基于此,提出一种捷联惯导与小视场星体跟踪器相组合的初始对准算法,对导航初始姿态误差和惯性器件误差进行估计修正。捷联惯导初始对准过程完成之后,在地面准静基座条件下做速度和位置阻尼条件下的惯导更新解算,利用捷联惯导系统的速度误差量测及小视场星体跟踪器的导航误差角测量量,设计组合粗对准算法和组合精对准算法,用于对捷联惯导系统的初始对准误差和惯性器件误差做进一步有效估计。仿真结果表明:对中等精度导航级捷联惯导系统,组合对准后水平姿态精度可提高到2'',方位精度可提高到5''。

序贯抗差估计的MIMU/GPS/磁力计组合导航系统对准算法

针对低成本微型惯性测量单元(MIMU)、GPS和磁力计构成的组合导航系统初始对准易受到传感器观测粗差影响的问题,提出了一种序贯抗差Kalman滤波算法来提高组合导航系统初始对准的精度,以新息向量的Mahalanobis距离平方作为粗差判断的指标参数,结合给定的显著性水平和上分位点对观测粗差进行探测,通过修正新息协方差矩阵构造了抗差Kalman滤波算法,再采用序贯更新策略得到序贯抗差Kalman滤波算法。对标准Kalman滤波算法、抗差Kalman滤波算法和序贯抗差Kalman滤波算法进行了仿真试验对比,结果表明,序贯抗差Kalman滤波算法可以有效地抑制观测粗差对初始对准的影响,具有良好的稳定性。