差动输入在H调制误差自补偿惯性导航系统中的应用

在Ｈ调制误差自补偿惯性导航系统中，舰船的摇摆在平台上产生很大的干扰角速度，它严重影响了监控回路的测量，为了解决这个问题，本文探讨了干扰角速度的变化特性及采用差动输入减小其影响的方法，并做了相应的仿真计算。

H调制陀螺监控高精度惯性导航系统

对于由单自由度液浮陀螺仪构成的平台式惯性导航系统,H调制陀螺监控技术可以同时对三个导航陀螺分别进行监控和漂移自补偿,它采用北向和方位H调制陀螺监控方案,在惯性平台台体上加装北向和方位监控陀螺,对北向和方位导航陀螺进行监控,实现误差自补偿。监控陀螺采取力反馈工作方式,其输入轴与相应导航陀螺的输入轴同向平行。通过改变监控陀螺电机的转速,使其周期性工作在不同的动量矩H值上,并保证不同H值之间监控陀螺调制漂移的稳定性。根据不同H值下的监控陀螺输出,即可解算出相应导航陀螺的漂移并随时加以补偿。经过室内试验、码头系泊试验和海上航行试验的考核,结果表明,H调制陀螺监控高精度惯性导航系统其定位误差最大值≤1.50 nmile/72 h,CEP≤0.90 nmile/72 h,系统重调周期可以延长至3～5昼夜。

误差自补偿惯性导航系统监测回路数据处理技术的研究

针对误差自补偿惯性导航系统的特点 ,设计了该系统监测回路的鲁棒自适应滤波。理论分析和仿真结果表明 ,鲁棒自适应滤波和数字剔除技术的联合应用能有效地抑制监测回路中随机干扰的影响 。

挠性捷联惯性导航系统误差补偿技术

为了补偿载体角运动和振动引起的捷联惯性导航系统导航误差,通过分析载体角运动引起的圆锥误差,挠性陀螺刻度因数非线性、姿态角速率引起的加表零位变化等因素对导航结果的影响,采用三子样算法和非线性补偿技术,对上述误差进行了补偿。摇摆试验和跑车试验证明,通过上述补偿后,姿态精度、水平定位精度、垂直定位精度有明显的提高。

惯性导航系统重力扰动矢量补偿技术

在较高精度惯性导航系统中,重力扰动矢量的影响不可忽略。建立了考虑重力扰动矢量的惯导误差方程,对采用高精度惯性元件(陀螺仪零偏稳定性为0.001 deg/h,加速度计零偏稳定性为0.01 mg)的惯导进行误差仿真,对比分析无重力扰动矢量补偿(垂线偏差为5"～10",重力扰动矢量垂向分量为25～50 mGal)与有重力扰动矢量补偿(垂线偏差和重力扰动矢量垂向分量补偿精度分别为1.6"、2 mGal)两种条件下的惯导定位和姿态误差。仿真结果表明:经重力扰动矢量补偿后,24 h内惯导定位和航向误差分别减小2 nm和1′。

惯性导航系统的误差估计

惯性导航系统(INS)以其自主的工作能力广泛应用于军事武备的导航、制导与控制系统和国民经济的诸多领域。它的主要缺点是定位误差随其工作时间的增长而增大。对惯导系统的误差进行估计和补偿是在保证性能价格比的前提下,提高惯性导航系统精度的有效途径。目前,对惯导系统的误差修正均采用外信息(如GPS的输出信息)校正, 即在INS工作的全部时间内,定期地利用GPS输出的速度和位置信息与INS输出的相应信息的差值作为观测量, 对INS误差进行估计和补偿。Kalman滤波的方法广泛地应用于惯导系统的误差修正初始对准。本文研究了当地水平惯导系统的的误差估计和补偿问题。分析结果表明,采用Kalman滤波的方法,可以精确地估计惯导系统的误差(包括陀螺漂移和加速度计零偏),误差估计的精度高,并且估计的方差阵收敛快。

捷联惯性导航系统旋转调制技术研究

捷联惯性导航系统的旋转调制技术是一种自校正方法,它能在不使用外部信息的条件下,自动补偿陀螺漂移和加速度计零偏引起的系统导航误差。该技术在国外潜艇和舰船上已得到成功应用,旋转捷联惯性导航系统的误差传播方程是研究旋转捷联惯导系统初始对准、系统级标定等的基础。基于此,推导了以地理坐标系为导航坐标系的单轴旋转捷联惯性导航系统的导航方程和误差传播方程(位置误差方程、速度误差方程、姿态误差方程),给出了误差传播的仿真结果。仿真表明,若采用单轴旋转调制技术,陀螺仪常值漂移和加速度计零偏引起的导航误差都可以得到有效补偿,而初始位置误差、速度误差及姿态误差引起的导航误差得不到补偿。将旋转调制技术应用于捷联惯导系统,能极大地提高武器系统的长期工作精度。

用于短时定位的MEMS旋转调制惯性导航系统

旋转调制技术能通过旋转机构的周期性转动有效地提高惯性导航系统的导航精度。首先,对在短时导航情况下的惯性导航系统和旋转调制惯性导航系统的误差特性作了详细的分析。接着,针对实际的MEMS旋转调制惯性导航系统,介绍了它的系统组成,并通过分析和比较确定其旋转方案和导航解算方案。同时,旋转机构引入的误差被分析和补偿。在此基础上,进行了静态和动态实验,并通过TRMS方法进行了精度评估。实验结果表明,静态实验和动态实验在旋转调制状态下的精度分别达到不旋转状态时的10倍左右和3倍左右。

激光捷联惯性导航中不可交换性误差补偿算法研究

针对激光捷联惯性导航系统姿态和速度算法中所引入的不可交换性误差进行了原理上的分析 ,重点分析了速度计算过程中不可交换性误差产生的原因 .从工程化应用观点出发 ,提出利用等效转动矢量的单子样算法消除不可交换性误差 ,并且推导出了相应的姿态和速度的误差补偿算法 .实际跑车实验结果表明 ,误差补偿后的系统定位误差下降为原来的二分之一 ,表明激光捷联惯性导航系统误差补偿算法的设计思路是可行的 。

惯性导航系统中陀螺漂移率的复合补偿方法

本文介绍了惯性导航系统中静电陀螺漂移率的调整方法以及用空间稳定平台测试得别的静电陀螺漂移误差模型;论述了并联型和串联型陀螺漂移补偿器的设计方法,并介绍了实险研究结果。

光学陀螺旋转调制惯导系统及关键技术发展

面向长航时、高精度的自主导航技术需求,系统梳理光学陀螺旋转调制惯导系统的发展历程及关键技术现状具有重要的现实意义。首先,基于惯导系统误差特性,阐述了旋转调制技术的基本原理。其次,系统回顾和梳理欧美等西方国家旋转惯导系统发展历程,分析了系统发展演变后的技术逻辑,总结了我国旋转惯导系统的研制现状。最后,立足于提高系统自主导航精度,从旋转策略优化、误差标校、初始对准3个方面分析了旋转惯导系统需解决的关键技术及研究现状。在总结光学陀螺旋转调制惯导系统及关键技术发展基础上,针对后续旋转惯导系统研究提出了几点思考,为高精度自主导航技术研究提供参考。

基于北斗卫星导航技术的惯性导航系统误差估计方法

导航定位精度的提升可以提高舰艇的航行机动能力。INS是舰艇航行时可以依赖的主要自主式导航装备,原理上存在的长时间积累误差决定了必须寻找有效手段加以补偿。通过对INS误差可观测性分析,可以看出增加不同种类的外部导航信息观测量,将有效提高INS误差修正能力。围绕这一问题,对基于北斗导航定位信息的惯性导航修正效果进行了分析,仿真说明该方法可以较好提高INS性能。

一种改进的双轴旋转惯导系统误差调制方案

旋转惯性导航系统通过让惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)周期性地绕一个或多个轴旋转来调制系统误差。合理的旋转方案应尽可能消除惯性器件引起的系统误差,同时在IMU时不应引入新的误差。提出了一种改进的双轴旋转惯性导航系统的综合误差调制方案,方案不仅可以调制惯性器件的常值误差,而且可以抑制由刻度系数误差、安装误差与IMU旋转运动耦合而引起的额外误差。与常见的16位置旋转方案相比,耦合误差被调制为零均值周期形式,且误差幅度减小一半,从而减小了系统的速度误差和位置误差。数学分析和仿真试验表明,在相同综合误差条件下,旋转方案将纬度误差由常见16位置旋转方案的0.3831n mile/72h降低到0.1910n mile/72h,经度误差从1.1071 n mile/72h降低到0.4627 n mile/72h。

《旋转调制型捷联惯性导航系统》内容简介

本书概述了捷联惯导系统发展状况,讨论了基于惯性测量单元(IMU)转动的调制型捷联惯性导航系统的发展、应用状况及前景;分析了旋转调制型捷联惯性导航系统误差调制自补偿原理,设计并验证了惯性测量单元的旋转调制方案;实现了旋转调制型捷联惯性导航系统中器件偏差的标校与初始对准;

惯性导航系统传递对准技术综述

传递对准是现代惯性制导武器的关键技术。介绍了传递对准的基本原理,较全面地总结了与传递对准技术相关的理论与方法,包括惯导系统误差模型、匹配方法、可观测性分析、滤波算法、误差补偿技术、仿真和试验方法等,给出了一种可用的传递对准数学模型。围绕传递对准的精确度、速度以及对准算法的鲁棒性,分析和归纳了传递对准技术近年来的进展情况,指出了研究中所遇到的困难,探讨了传递对准技术的发展方向。

捷联惯性测量系统的误差补偿研究

首先简单介绍捷联惯性导航系统的原理及其组成 ,然后重点介绍了捷联惯性导航系统中的惯性测量系统。在分析了惯性测量系统一些误差源的基础上 ,介绍了一般惯性测量系统的误差数学模型。在考虑了温度的因素和实际情况的前提下 ,提出了一种简化的误差补偿数学模型。在仔细分析了标定误差系数的特点和验证了大量实际数据的基础上 ,提出了一种特有的定点DSP运算的定标方法来实现该模型。该算法充分考虑到系统应用中环境的变化及实时性的要求 ,准确、快速地将敏感元件敏感的角增量和速度增量送到下一级算法中进行运算。实践证明该算法精度可以与浮点数的算法精度相媲美 ,且运算的速度满足系统实时性的要求。

捷联式惯性导航系统的关键技术

捷联式惯性导航系统是目前惯性技术的一个发展方向，本文讨论了捷联式惯性导航系统中涉及的关键技术，并提出相应的解决方法。

带有NLOS误差补偿的UWB/INS室内融合定位算法研究

针对室内环境中超宽带(Ultra-Wideband,UWB)定位精度易受非视距影响,以及惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)误差随运行时间迅速累积的问题,在无迹卡尔曼滤波的基础上提出了一种带有非视距误差补偿的UWB/INS室内融合定位算法。该算法利用INS预测定位目标的位置信息;采用残差检验法对相邻时刻UWB测距结果进行非视距检测;利用INS预测信息设计了“近似补偿误差”,结合UWB测距信息实现对非视距测量值的误差补偿;利用无迹卡尔曼滤波算法以紧耦合方式融合UWB和INS定位信息,得到融合定位结果。实验结果表明,该算法既能抑制INS的误差累积,又能缓解非视距误差对UWB定位技术的影响,具有较好的定位精度和鲁棒性。

捷联惯性导航系统算法简化机制

随着低精度惯性导航系统的广泛使用,算法简化也成了研究热点。本文通过实验来验证简化导航算法对于不同惯导尤其是低精度惯导的可行性,这对实时性应用有很大影响。通过对以上内容的介绍,希望可以为进一步研究捷联算法、低精度惯导的实时应用提供一定的参考。

捷联惯性导航系统高精度动态仿真算法

由于飞行器动态模型航迹生成算法与惯性导航系统算法原理存在差异,无法直接仿真分析惯性传感器不同误差特性对惯性导航系统动态性能的影响。基于飞行器动态模型航迹数据,提出一种捷联惯性导航系统高精度动态仿真实现方法,设计了惯导参数动态计算误差并行补偿方案,实现了对导航系统动态仿真过程中导航参数计算误差的有效分离。在搭建的仿真平台上,有效验证了所提出仿真方法的性能,为实际惯性传感器选型和指标选择提供支撑。