捷联惯导系统的静基座快速初始对准方法

建立了捷联惯导系统（ＳＩＮＳ）的误差模型，并对系统模型进行了可观测性分析；然后基于ＳＩＮＳ误差模型的特点，通过对所采用卡尔曼滤波器仿真结果的分析，提出了一种快速估计方位失准角ΦＤ的方法，从而大大缩短了初始对准时间，提高了对准速度；最后，计算机仿真结果表明了该方法的有效性．

一种快速精确的捷联惯性导航系统静基座自主对准新方法研究

通过对捷联惯性导航系统(SINS)静基座初始对准物理特性的深入分析,针对传统静基座初始对准方法对方位角和陀螺漂移可观测度低的不足,提出了一种基于惯性测量单元(IMU)信息的SINS静基座自主对准方法,该方法不需要进行SINS力学编排,而是充分利用IMU输出的角速度和比力信息。文中给出了静基座粗对准算法,推导了静基座精对准的动力学模型,并对该模型进行了可观测性分析,最后采用改进的Sage-Husa自适应卡尔曼滤波器进行SINS静基座初始对准仿真计算。数字仿真结果表明:该方法具有对准精度高、对准时间短、自主性强、计算量小、易于工程实现等特点。

4种静基座对准方法对比分析及PPP/INS组合导航验证

针对PPP/INS组合导航初始对准阶段中静基座对准方法选择问题,研究了常见的解析法、间接双矢量、间接多矢量和Kalman精对准4种对准方法的原理及特点,并采用不同级别IMU的仿真和实测数据进行了对比分析。结果表明:相同IMU级别的静态数据下,间接双矢量和间接多矢量对准精度一致,Kalman精对准可以达到更高精度;间接多矢量比间接双矢量对准稍快,Kalman精对准的速度最慢;IMU级别越高,对准精度越高,无论何种对准方法和IMU级别,横滚角和俯仰角对准精度和速度一致,航向角对准精度最低,速度最慢;间接多矢量对准方法满足对准精度要求,对准速度最快并且对基座具有一定的角运动和线运动抗干扰能力,适于组合导航在实际中的应用。

一种陀螺量测信息辅助的快速初始对准方法

惯导初始对准的精度与对准时间是衡量惯导系统性能的重要指标,由于系统的不完全可观,导致方位失准角对准精度低、对准时间长。对惯导自对准存在的问题进行了深入研究,利用奇异值分解方法分析了常规惯导自对准的可观测度,针对常规惯导自对准方法未充分利用惯性器件信息的问题,增加等效东向陀螺输出作为观测量,并提出了一种基于陀螺量测信息的快速初始对准方法,在进行了可观测度分析的基础上,对该方法的收敛速度和收敛精度进行了理论证明。最后通过仿真验证了该方法的有效性,与常规初始对准方法相比,该方法在不增加其他设备的基础上可有效提高对准精度并缩短对准时间,具有重要的应用参考价值。

粒子滤波在惯导系统非线性对准中的应用

首先介绍了粒子滤波中自举滤波的原理和算法,说明该算法可用于处理非线性系统的状态估计问题。进而列出了捷联惯导系统速度误差方程和姿态误差方程,并将其用于惯导系统非线性对准。最后,通过对仿真结果的分析,指出通过结合粒子滤波和传统的扩展卡尔曼滤波,可以得到一种精度优于卡尔曼滤波,而计算量小于粒子滤波的非线性滤波方法。

捷联惯导系统全姿态初始对准方法

捷联惯导系统开始导航解算时需要初始对准,工程中常用的静基座初始对准方法有基于克雷洛夫角的静基座初始对准、基于克雷洛夫角的四元数初始对准。前者由于需要首先求解克雷洛夫角,因此存在与旋转顺序相关和不能全姿态工作的问题;后者需要首先求解克雷洛夫角,然后求解四元数,因此同样存在不能全姿态工作的问题。针对上述问题,提出了一种避免求解克雷洛夫角,直接通过四元数姿态变换矩阵求得姿态四元数的初始对准方法。仿真验证结果表明:四元数直接求解初始对准方法可以完成捷联系统静基座初始对准,克服与旋转顺序相关的问题,并且可以实现全姿态初始对准。

挠性陀螺捷联系统静基座多位置对准研究

建立了捷联惯导系统静基座对准的误差模型，将多位置对准技术应用于挠性陀螺捷联系统，利用分段定常系统可观测性分析理论对系统多位置对准的可观测性进行了全面研究，并采用卡尔曼滤波方法，对姿态误差角和惯性测量元件误差进行了估计，给出了两位置及三位置的方差仿真曲线。仿真结果表明最优两位置对准不但可以使系统成为完全可观测，而且可以减小对准误差，最优三位置对准可以加速垂直陀螺漂移估计误差的收敛速度，将多位置技术应用于挠性陀螺捷联系统可以提高系统的对准、标定精度。