多波束勘测中航向姿态系统研究

由于风、水流等因素的影响 ,使得用多波束测得的水深及水下地形存在误差 ,为此需要进行船姿补偿。文中介绍了利用 GPS进行姿态求解的方法 ,阐述了利用 GPS姿态、位置以及速度作为观测量进行 GPS/ SINS全状态组合的原理 ,叙述了基于 MEMS IMU的 GPS/ SINS组合系统的工程实现。实验结果表明 ,GPS/ SINS全状态组合能够提供较高精度的船体航偏角、横摇角、纵摇角以及位置、速度信息 。

直升机航向姿态系统机内测试降虚警方法

振动、温度等环境因素导致的虚警问题严重阻碍着机内测试在直升机航向姿态系统中的应用,针对该问题建立了航向姿态系统机内测试的隐马尔科夫模型,采用正常、虚警、故障等历史信息训练该模型。提出了基于隐马尔科夫模型的降虚警方法,该历史信息与当前机内测试结果相结合,监测识别机内测试虚警。某型直升机航向姿态系统机内测试试验结果表明,该方法可以有效地降低机内测试虚警。

AHS-85航向姿态系统信号无输出的故障原因及排除方法

分析中国新舟MA60飞机捷联式姿态航向基准AHS-85航向姿态系统,对该系统中航向姿态信号的模拟信号部分和数字信号部分进行介绍。通过对AHC-85航向姿态计算机的电路分析,深入剖析该系统航向姿态信号无信号输出的故障原因,并提出排除方法。

小型固态航向姿态系统的设计与应用

随着科技的发展 ,航向测量系统日益小型化、智能化。小型 HPR- 1固态航向姿态系统就是在这种背景下研发出来的 ,以 Honeywell公司的 HMR330 0数字罗盘为核心 ,内含单片机 ,外带手持显示控制器的航姿系统。该系统不仅可以完成对航向、倾斜、俯仰等航姿信号的实时采集 ,而且可以在进行误差补偿之后提供多路满足用户需求的数字量和模拟量的输出。该系统具有体积小、重量轻、精度高、可靠性高和使用灵活等特点 ,可以应用于无人机导航 ,车辆、轮船的航向测量等多个领域。

逐件接入法在航向姿态系统排故中的应用

航向姿态系统(以下简称航姿系统)产品较多、内部转换复杂,排故人员判断系统故障时容易出现无从下手的情况,本文旨在对航姿系统的原理及产品连接定义进行说明并提出逐件接入法的排故思路.

某型机航向姿态系统伏尔航道偏差改进分析

本文以某型机航向姿态系统设计为研究对象,针对用户增加伏尔航道偏差显示需求,通过对航向姿态系统和伏尔着陆系统工作原理分析,对航向姿态系统进行改进设计,实现了伏尔航道偏差在航向姿态系统显示目的。

基于 QAR 数据分析排除姿态航向基准系统间歇性故障

飞机运行过程中出现的间歇性故障具有隐蔽性强、故障现象不稳定、故障发生频次不确定、故障现象受环境因素影响难以再现的特点,给此类故障的彻底排除造成了极大困难。针对一起奖状560XLS+机型柯林斯姿态航向基准系统的间歇性故障,提出基于QAR数据分析的排故方法,通过对柯林斯姿态航向基准系统工作原理、故障现象和故障发生时的飞行状态的深入分析,在地面测试难以再现故障的情况下,对故障航段飞机快速存储记录器QAR记录的飞行数据进行译码、分析,准确判断故障部件并排除故障。同时对采用此种方法排除间歇性故障的过程和方法进行了归纳总结,为排除此类飞机运行过程中出现的间歇性故障提供了创新思维和借鉴指导,提高了排除此类故障的准确性、及时性和经济性。

四旋翼飞行器姿态航向参考系统设计与实现

姿态航向参考系统(AHRS)是飞行器的关键载荷,决定了飞行器的飞行安全性与稳定性。为了给四旋翼飞行器控制提供可靠的姿态和航向反馈,设计并实现了基于多传感器数据融合的航向姿态参考系统。系统采用NXP公司的LPC1768嵌入式处理器作为导航计算机通过数字接口接收各个导航传感器(加速度计,角速率陀螺,电子罗盘)的数据并通过卡尔曼滤波完成数据融合和姿态解算,然后输出姿态和航向信息。最后,分析对比四旋翼飞行器搭载该姿态航向参考系统进行飞行验证记录的卡尔曼滤波处理的姿态数据和未经处理的姿态数据,结果表明所设计的姿态航向参考系统能够给四旋翼飞行器的姿态和航向控制提供可靠的姿态和航向反馈,提高四旋翼飞行器的姿态和航向控制精度,提高和改善四旋翼飞行器的姿态和航向稳定性。

惯导辅助的基于GPS的航向姿态参考系统的设计与实现

描述了一种惯导辅助的基于GPS的航向姿态参考系统的设计与实现,主要工作包括两个方面:第一,采用最小二乘方法和乔里斯基分解,基于基线长度约束设计并实现了实时的GPS定姿系统;第二,采用低成本的光纤陀螺辅助CPS定姿系统,提出了基于姿态角约束的多分辨率方法,用于在GPS定姿失败的情况下,正确求解载体姿态。该系统经过船载航行实验,证明完全能够达到实时计算,在基线长度为3 m的条件下,航向角精度优于0.1°。

基于MEMS器件的姿态航向参考系统设计及应用

在小型无人直升机的控制中,需要有高精度的运动测量信息作为导航状态输入,通常这些小型直升机因需要在特定的情况下工作而往往体积较小,因而也对导航设备提出了高精度、低功耗、微型化、低成本等多方面的苛刻要求。介绍一种基于MEMS器件的小型姿态航向参考系统的设计及实现,该系统已应用于小型无人直升机的导航控制中。

一种捷联姿态航向参考系统信息融合算法应用

小型无人直升机通常在特定的环境下进行工作,因此需要对其运动时的姿态进行控制。控制系统所需要的姿态信息通过各种惯性测量仪器得到原始数据。依据这些原始数据设计适当的信息融合算法可以构建高精度的姿态航向参考系统,从而满足控制系统的要求。该算法已应用于小型无人直升机的姿态控制中。

无人机微型姿态航向系统数据处理

针对四旋翼无人机机体尺寸较小、带载荷能力有限的特点,设计基于低成本MEMS器件的微型姿态航向系统,以满足四旋翼无人机在系统控制方面的需求。针对低成本MEMS器件传感器漂移较大,不适用于载体动态姿态测量的应用问题,设计基于梯度下降的四元数姿态补偿算法,用于微型AHRS系统的姿态数据解算,获取较高精度的动态姿态测量数据。实验结果表明,采用基于梯度下降的四元数姿态补偿算法,有效提高了微型AHRS系统的测量精度。

基于微机械惯性器件和磁强计的姿态航向系统

给出了一种基于微机械惯性器件和磁强计的姿态航向系统的设计方案,介绍了该系统的算法,并给出了该系统的硬件原理框图和软件流程图。与传统装置相比,该系统具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、长寿命等优点。

小型无人机姿态航向参考硬件系统

研究了姿态航向系统的硬件组成,包括单片机STM32F103、陀螺仪加速度计MPU6050和磁航向计HMC5883。进行了硬件系系统测试实验。

基于单片机的航向姿态基准测试系统的设计

介绍以8031单片机为核心的航向姿态基准测试系统,该系统可对被测设备进行实时监控;文中详细地论述了系统的硬件和软件设计,给出了系统的测试原理。该测试系统具有体积小、成本低、检测精度高、操作方便、智能化较高等特点。

融合2D激光雷达与航向姿态参考系统的采茶机仿形方法研究与试验

为推动大宗茶机械化采收,提升大宗茶鲜叶采收效率与质量,针对目前仿形采茶机感知传感器易受接触作用力、自然光照或茶蓬面叶片间隙影响,提出了融合2D激光雷达与航向姿态参考系统(Attitude and heading reference system,AHRS)的采茶机割刀仿形距离估计方法,在此基础上,设计并研制精度验证试验台与自动仿形采茶样机,分别开展了室内与田间试验。采茶机采用2D激光雷达测量采茶机割刀仿形距离信息,为提升测距精度与实时性,结合AHRS感知的加速度信息,提出了融合2D激光雷达测距与加速度信息(Fusion of 2D-LiDAR ranging and acceleration,FLRA)的采茶机割刀仿形距离估计算法,并研制了算法精度验证装置和方法,验证了算法有效性。室内试验结果表明,算法处理前仿形距离测距误差均值为36.53 mm,标准差为23.21 mm,算法处理后仿形距离估计误差均值为8.56 mm,标准差为6.31 mm,算法处理后的输出数据延迟更小,提升了仿形距离测距精度与实时性。田间试验表明,鲜叶采收效率达180~210 kg·h^(-1),割刀覆盖蓬面上鲜叶的平均采收率为92.38%,平均芽叶完整率为85.34%,平均杂质率为4.93%,一芽三叶及以下嫩梢占90.72%,满足大宗茶机采技术标准和后续加工工艺要求,与传统超声波感知的自动仿形采茶机相比,提升了大宗茶鲜叶采收效果。

采用四元数无迹卡尔曼滤波的低成本车载姿态航向系统

针对低成本车载定姿系统使用惯性导航计算姿态角存在误差累积的问题,采用三轴陀螺仪、三轴加速度计和磁力计实现了姿态航向系统,有效抑制了误差对陀螺姿态的影响。该系统基于四元数的微分方程,通过四阶龙格库塔法进行时间更新,采用无迹卡尔曼滤波融合算法,引入加速度计和磁力计计算的角度进行滤波更新,提高了低成本车载姿态航向系统的精度。实验测试结果表明,基于四元数无迹卡尔曼滤波的低成本车载航向系统在静止状态下航向角、俯仰角、横滚角最大误差分别可以控制在0.021°,0.038°,0.015°以内,动态情况下,航向角、俯仰角、横滚角的均值误差分别为0.129°,0.729°,0.303°。

基于MEMS器件的姿态航向系统实现

针对目前捷联式姿态航向系统低成本、低功耗、高精度、微型化的发展趋势,提出一种基于MEMS器件的姿态航向系统的实现方案,介绍了该系统的方案设计与算法原理,实验证明该系统可以很好的测量出载体的姿态航向,可用于小型无人直升机的导航控制中。

基于MEMS/GPS的航向姿态测量系统设计

姿态信息是飞行控制中最关键的参数之一。针对飞行控制系统首要解决的姿态测量问题。本文利用多微机电系统(MEMS)传感器与GPS组合,研制了一种微型航向姿态测量系统。考虑在以往的姿态测量系统中,动加速度的影响限制其应用,通过设计利用GPS进行辅助修正的姿态解算算法,有效规避了运动加速度对测量精度的影响,使系统可同时满足静态情况和动态情况的使用。将试验结果与商用姿态测量产品MTI-G-700的姿态结果进行了比较,各项指标均达到系统设计的性能要求,验证了航向姿测量系统设计的有效性。