数据融合技术在SINS/CNS/GPS复合制导中的应用

分析了导弹SINS/CNS/GPS复合制导系统的缺点,设计了一种新的组合制导方案,该方案分三个阶段:SINS导航段、SINS/CNS导航段和SINS/CNS/GPS导航段。在最后导航段采用了联邦滤波器的结构。在发射惯性坐标系下分别建立SINS/CNS和SINS/GPS子系统状态方程和观测方程,分别设计了UKF和KF滤波器,在数据融合前,先通过一致性检验判断GPS的干扰,然后采用信息分配原则进行数据融合。仿真实验表明该方案有较好的效果和适应能力。

国外GPS/INS复合制导技术的发展

在分别介绍国外惯性导航系统(INS)和全球定位系统(GPS)的基础上,着重叙述了在导弹和其他武器装备中广泛使用的GPS/INS复合制导技术的发展概况。

GPS/INS组合导航在制导火箭弹中的应用

为实时、精确获得火箭弹飞行过程中的状态参数,针对火箭弹的导航环境,研究了GPS/INS组合导航系统在制导火箭弹中的应用,建立了组合系统的动态方程及位置、速度组合误差模型,采用卡尔曼滤波器对该组合系统进行最优估计并进行了仿真分析。仿真结果表明,组合导航系统能为火箭弹制导提供高精度的位置姿态信息,进而为控制系统提供较精确的测量信息,从而大大提高了火箭弹的射击精度。考虑到导航系统成本较低、工作可靠,算法可以实时实现,因此研究结果具有一定的实际应用价值。

INS/GPS/TERCOM组合制导系统中的信息融合方法研究

提出由坐标变换、误匹配检测和卡尔曼滤波三个单元构成的一种新型 INS/TER-COM系统优化结构 ,并对 INS/GPS/TERCOM组合系统自适应联邦滤波信息融合和分散式信息融合两种算法分别进行了研究 ,将这两种算法与传统的集中滤波算法进行了比较。结果表明 ,系统无故障情况下三种方法精度相同 ;而在有故障情况下自适应联邦融合法优于另两种方法。

H_∞滤波及其在GPS/INS容错组合制导中的应用

Kalman滤波需要给出系统精确的状态模型和噪声统计性能,而在实际应用中却难以满足,故利用Kalman滤波可能得不到系统最优估计,甚至发散。文中给出了在巡航导弹GPS/INS组合制导应用中对模型及噪声容错性能更强的H∞鲁棒滤波,仿真结果表明,即使对简化的组合制导模型和噪声,利用H∞滤波仍可得到良好的估计结果。

INS／GPS组合系统在反舰导弹导航制导中的应用

为了提高反舰导弹的精确制导效率,提出了INS/GPS(惯性导航/卫星导航)相结合的导航方法,分析了INS与GPS相结合时的误差模型、整个系统的性能及滤波算法,并对INS/GPS组合导航的应用前景做了一般性的分析.

改进Sage-Husa滤波及在GPS/INS容错组合制导中的应用

在Sage-Husa滤波基础上,提出了其改进的滤波算法,以解决它在容错性能差和高阶状态阵滤波发散等方面的问题。仿真结果表明,利用改进Sage-Husa滤波可有效提高GPS/INS组合制导的容错性能和精度。

21世纪初先进组合中制导GPS/INS关键技术概述与展望

对导航领域先进的组 合制导方式GPS/INS进行了概述,揭 示了其优越性并展望了GPS/INS的关 键技术。还针对未来可能发生的高技 术局部战争提出应立足自主导航系统 的观点,并给出几点增强其抗干扰能 力的措施。

基于GPS/INS的制导型火箭弹系统概念设计

提出了一种基于 GPS/INS 的制导型火箭弹系统概念。制导型火箭弹采用弹载 GPS/INS 组合系统获取实际弹道数据,将其与基准弹道数据进行比较,根据偏差产生控制指令,采用鸭舵对火箭弹进行全程三通道控制,采用自由旋转尾翼实现鸭舵和尾翼之间的气动解耦。此外,对制导型火箭弹的结构布局、主要部件及其功能和大体工作过程进行了分析,指出了有待解决的关键技术。

对GPS/INS制导巡航导弹的干扰研究

GPS INS制导的巡航导弹可综合惯性制导与GPS精密定位的优点 ,大大提高导弹的抗干扰能力。如果能采取干扰措施使巡舰导弹无法获取GPS信号 ,则惯性导航的误差积累将使导弹的制导精度大大降低 ,从而能达到有效保护目标的目的。通过计算发现 ,干扰GPS信号对干扰机的功率要求较低 ,对干扰的限制主要来自于干扰视距。与地基干扰机相比 。

低成本GPS/INS复合制导武器系统研究

精确制导武器系统的战斗力在越战中得到了充分的证明,它们包括激光、红外(IR)及电子-光学(ED)导引武器系统。这些武器的主要缺点是成本太高。随着军用 GPS 接收机转发器的发展,使得 GPS/INS 复合制导武器系统设计思想,在选择武器时,比现役的末导引武器设计思想更具有竞争性。本文,总结了三种低成本全球定位系统/惯性导航系统(GPS/INS)复合制导武器系统的研究成果。并对几种 GPS 转发器工作结构及差分 GPS 的替在利益作了评价。本文的重点侧重于这三种结构的武器的精度。而对各种设计的费用并没有作估评,本文研究一种高水平的设计及对各种方案进行评价,并完成误差模型的建立及闭环协方差模拟(包括导航滤波器及控制器)。最后对三种结构的精度作了评估。

GPS／INS制导导弹运行模型变化定位精度分析

研究了GPS/INS制导导弹定位的新方法.与以前对GPS/INS制导载体建立单状态方程不同,本文对导弹运动过程建立两种模型--机动和非机动模型,分别对应低动态和高动态应用环境.利用伪距和伪距率测量信息进行卡尔曼滤波,特别针对GPS制导的近程导弹运动过程的特点,提出修正交互多模算法能提高模型转换期间的定位精度.仿真结果证明,这种方法定位可以达到实时和高精度,提高载体运动状态改变时的定位精度.提出的方法对提高载体的精确制导有一定现实意义.

INS/GPS制导炸弹非奇异Terminal滑模制导律设计与仿真

针对INS/GPS制导炸弹的特点,提出了有落角约束的非奇异terminal滑模鲁棒制导律。该制导律能够保证在末制导阶段获得一个陡峭的飞行弹道,以减小高度测量误差的影响;同时具有强鲁棒性,能抑制视线角速度测量噪声,确保炸弹在大空域工作环境下有高的制导精度。以某型INS/GPS制导炸弹为例进行了仿真计算,仿真结果表明该制导律的有效性与可行性,为INS/GPS制导炸弹制导和控制系统设计提供了一种适用的方法。

GPS/INS组合制导技术在现代战争中的应用及发展趋势

现代战争大量使用精确制导武器,广泛应用先进的GPS/INS组合制导技术。分析了GPS/INS组合制导技术的优势,结合其在军事领域的应用,展望了GPS/INS关键技术的发展趋势。

一种基于GPS/INS的导弹制导控制系统

导弹要准确的击中目标,制导技术是关键的环节。目前GPS技术的发展和应用,推动了导弹采用GPS/INS组合制导技术的发展。本文设计了采用GPS/INS组合制导技术的导弹制导控制系统,对GPS/INS组合制导技术进行了研究,并对其中采用的卡尔曼滤波算法进行了详细的介绍。

GPS/INS组合制导技术在现代战争中的应用及趋势研究

自20世纪90年代以来,美军在四次主要的局部战争中,依靠大量使用精确制导武器取得了良好的作战效果。在四次战争中美军使用的精确制导武器数量所占比例分别为:1991年海湾战争占7.6%;1999年科索沃战争占35%;2001年阿富汗战争占60%;2003年伊拉克战争占68.3%。由此可以看出,从海湾战争到伊拉克战争,精确制导武器的使用增加了近9倍,使“不接触作战”、“外科手术式”打击成为可能。正是一体化的GPS/INS(全球定位系统+惯性导航系统)组合制导技术进一步推动了精确制导武器向“百发百中”的方向发展。

美国海军5英寸弹的GPS/INS制导系统

增程制导弹(增程制导弹药)演示项目是美国德雷珀(Draper)实验室与美国海军水面作战中心达格伦(Dahlgren)分部(NSWCDD)的一个联合技术项目,而计划责任归属于美国海军海上系统司令部海军水面火力支援计划处。该项目以1996年11月开始的四次飞行试验而达到顶峰,这些试验证明了增程与改善精度方面均超过了常规的海军5英寸弹。本文描述了增程制导炮弹演示全球定位系统/微机械惯性测量装置(GPS/MMIMU)的设计、使用和关键的性能问题。全球定位系统/微机械惯性测量装置是美国海军的5英寸增程制导弹演示弹的制导系统。该制导系统将GPS的位置数据与微机械惯性传感器的量测组合形成导航方案,并利用导航数据与预先确定的瞄准点位置来产生制导指令。除GPS接收机与微机械惯性传感器组件(MMISA)外,系统还包括一个g加固的基准振荡器、制导与导航电子装置和电源转换电子装置,所有封装在一个长8.4英寸、直径为4.35英寸的8磅力的筒体内。