MIMS/GPS组合导航系统中卡尔曼滤波器设计与实验研究

对MIMS／GPS组合导航系统进行了研究，设计了卡尔曼滤波器，采用状态和偏差去耦方法进行估算，完成了仿真和车载实验。该算法计算量小，估计精度高，特别适用于偏差项较多的场合，在本系统中有效地抑制了陀螺和加速度计动态偏差的影响。此外，在开环卡尔曼滤波器结构基础上引入了姿态阵修正，进一步减小捷联系统姿态角误差对导航定位精度的影响。仿真和车载实验结果表明，样机具有较高的定位精度和较好的重复性。     

惯性仪表和导航系统的数字仿真

本文提出了一种新的非线性系统结构图数字仿真的方法。由于采用分子和分母都是二阶的典型环节,其通用性强,变更参数容易;适用于多输入多输出系统,并且可以在任意环节上加入初始条件;非线性功能强,并具有局部环节步长加密功能。所以很适用于惯性仪表和导航系统的仿真研究。文中最后给出了两个仿真实例。     

机抖式激光陀螺基础振动消除研究

针对机抖式激光陀螺基础振动对测量精度影响相当严重的问题，通过理论推导和分析，并考虑实际应用中可能会带来的问题，提出了一种机抖式激光陀螺基础振动消除的原理。通过不同参数的选择，指出抖动参数的合理选择可使基础抖动力更小，重量更轻，并且易于加工，有利于系统的小型化。     

环形激光陀螺仪机械抖动参数的优化设计

在简要介绍了动态锁区形成原理后 ,通过对 RL G基本输入输出关系的推导得出了动态锁区的宽度表达式。基于减小动态锁区影响的目的 ,建立了相应的优化模型。优化结果表明 :适当增大抖动深度对减小动态锁区的影响是必要的 ,但当抖动深度增大到一定程度后 ,再增大抖动深度对减小动态锁区没有明显的效果 ,而根据优化结果进行局部调整却可能得到很好的偏频效果。     

车载惯性导航的动态零速修正技术

为增强车载惯性导航零速修正技术的机动性能,提出了一种动态零速修正技术。利用车体坐标系横向和垂直方向上速度为零,作为约束条件,构造虚拟噪声观测量;设计了U-D协方差分解与序贯处理的Kalman滤波方法,进行实时轨迹修正;选用VG941-3AM型光纤陀螺仪和JN-06A型挠性加速度计组成惯导系统,分别在重复行驶和复杂行驶条件下进行了车载试验。试验结果表明：动态零速修正技术能够有效抑制车载惯性导航误差增长,在30min不停车条件下,能够使惯性导航精度提高1～3个数量级。     

联邦滤波器信息分配系数的优选算法

针对Carlson方法的局限性，提出一种联邦滤波器信息分配系数的优选算法，提高局部滤波器的精度和故障检测灵敏度，并证明其并不影响联邦滤波的全局最优性。以双SINS/GPS组合导航系统为实例，通过仿真验证了该方法的正确性和可行性，同时回答了“对‘联邦滤波器理论研究’一的商榷”所提出的三个问题。     

非陀螺找北系统的计算机仿真研究

阐述了对设计的一种非陀螺找北系统进行计算机仿真的原理、方法。提出了降低系统噪 声影响、提高估计精度的多位置采样和多周期平均算法，并通过仿真对其算法原理进行了验 证。仿真程序采用多线程技术，实现了实时测量，缩短了系统反应时间。     

广义联邦滤波器的全局最优性

基于分散化滤波算法和信息分配原理,建立了广义联邦滤波器设计理论。证明了联邦滤波器当其主滤波器和局部滤波器的维数都相同时,其全局滤波和集中卡尔曼滤波等价,是最优的;同时提出当主滤波器维数和局部滤波器维数不相同时,达到全局滤波最优的解析补偿方法,其附加计算量小,并可作为一种性能指标用于子系统的软故障检测。在组合导航系统中运用此方法对非公共状态信息进行补偿,仿真结果验证了该方法的有效性。     

随机噪声对激光陀螺输出特性的影响

分析了纯随机噪声输入和周期性抖动信号叠加随机噪声的复合抖动输入两种激励下，激光陀螺输出信号均值偏差和分散系数与随机噪声强度之间的数学关系，基于该关系公式，综合读出角速度标准差、输出信号均值偏差和分散系数，提出随机噪声强度的选择方法。研究表明，纯随机噪声减小频率闭锁影响没有应用价值，因为随机噪声的引入将导致激光陀螺测量范围的减小或输出方差的增大，这都不是理想的结果。而在周期性抖动信号基础上叠加随机噪声，并不影响激光陀螺的测量范围，却可大幅度地提高激光陀螺的读出精度，输出方差的增大可以通过延长采样周期予以减小，满足应用要求。     

环形激光陀螺仪机械抖动参数的选定

抖动参数的正确选择直接影响抖动偏频效果。为了有效地进行抖动偏频 ,抖动角速度幅度应远大于 RL G的闭锁阀值。当抖动角幅度增大至一定值后 ,再增大抖动角幅度对抖动偏频效果影响不大 ,而局部调整抖动角幅度却可能使动态锁区降为 0 ,实现完全解锁。同时抖动角幅度的对称性控制对减小由抖动而产生的偏置误差具有重要的意义。为了适应高速数字采集和处理 ,抖动频率应尽可能地提高