基于长航时飞行器的SINS/GNSS自适应组合导航算法

当GNSS出现故障时,SINS/GNSS组合导航系统的输出误差就会增加,影响导航系统的性能。在此情况下,为了使组合导航系统的输出更加准确,文中论述了一种量测修正算法。该算法通过检查卡尔曼滤波残差,调整量测更新过程中观测量的权值,对状态量进行修正,减少了观测量异常对输出结果的影响。最后对量测修正算法以及简化的Sage-Husa自适应算法进行了仿真。仿真结果表明,两种方法得到的误差均优于标准卡尔曼滤波。

长航时高精度惯导系统姿态阵的四种解算方法

高精度惯性导航系统是保证水下或水面运载体长时间安全航行及搭载的仪器设备正常工作的关键技术之一,姿态阵解算是其核心问题。通过分解姿态阵以及分别采用Euler角和四元数描述姿态参数,建立解算姿态阵的四种方法;分别对这四种方法中的姿态模型进行扰动,并研究相应线性化误差模型的精度及其影响因素;利用数值仿真法对四种姿态解算方法的结果及对应的线性化误差模型的精度进行了比较分析,结果表明:姿态阵解算分解法显著差别于整体法,采用Euler角或四元数描述姿态参数对姿态阵解算精度的影响不显著,分解法对应的线性化误差模型的精度优于整体法。

长航时激光陀螺惯性导航系统技术发展现状及趋势

激光陀螺是一种基于Sagnac效应的高精度、高可靠性的角速度传感器。以激光陀螺为核心部件的激光陀螺惯性导航系统是目前市场占比最高的惯性导航系统,激光陀螺及其惯性导航系统的研究关乎社会生活及安全。首先,本文阐明了激光陀螺及其惯性导航系统的基本原理,回顾了激光陀螺惯性导航系统的发展进程,介绍了近年来国内外有代表性的激光陀螺惯性导航系统的型号。然后,归纳总结了长航时激光陀螺惯性导航系统的关键技术,梳理了误差标定技术、初始对准技术、旋转调制技术、高可靠性容错技术、地球物理场补偿技术的研究现状。最后,总结展望了长航时激光陀螺惯性导航系统关键技术的发展趋势。

极区格网阻尼导航方法

针对舰艇在极区航行时,其常用惯性导航系统机械编排存在精度下降、无北向基准等问题,设计了适用于极区工作的格网坐标系捷联惯性导航系统机械编排。在构建了格网坐标系参考框架的基础上,建立了格网坐标系捷联惯导系统的机械编排,并分析了其误差传播特性。通过误差分析,确定了格网坐标系捷联惯导系统中存在的周期性振荡,并提出了适用于格网坐标系捷联惯导系统的阻尼技术,有效抑制了周期性振荡。最后,通过仿真实验验证了该系统在极区工作的可行性和阻尼技术的有效性。

基于虚拟圆球法向量位置模型的航海惯导全球容错阻尼算法

水下长航时惯导系统常使用阻尼技术抑制随时间增长的导航误差。针对传统阻尼算法在阻尼切换过程中的不足,提出基于虚拟圆球法向量位置模型的航海惯导全球容错阻尼算法。所提出方法同时具备无阻尼纯惯导解算和阻尼惯导解算,水平阻尼通道采用三阶无静差阻尼算法,外参考速度精度超差时,阻尼惯导的外参考速度替换为纯惯导速度实现等效的无阻尼纯惯导解算,避免了无阻尼切换阻尼后定位误差超调振荡。始终保留一路不受阻尼过程影响的纯惯导解算结果,增强了可靠性。基于北极科考航行数据的仿真试验结果表明,所提出方法抑制了惯导系统周期性振荡误差,定位精度与传统阻尼方法相当,阻尼切换时,比传统阻尼方法定位精度高,均方根减小超过12%。