GFINS与GPS扩展松组合导航方法

无陀螺惯性导航系统是一种主要以加速度计为惯性元件构造的惯性导航系统.本文设计研制了一种基于9加速度计的无陀螺惯性导航系统原理样机,提出了无陀螺惯性导航系统与GPS扩展松组合导航的模型,设计了组合导航的卡尔曼滤波算法,进行了组合导航实验.无陀螺惯性导航系统独立工作模式下3 min的纬度误差最大为0.1″,经度误差最大为0.6″;在GPS不能定位时,3 min的松组合导航纬度误差最大为0.08″,经度误差最大为0.02″.与GPS扩展组合导航模式下,3 min的纬度误差最大为0.01″,经度误差最大为0.01″.实验结果表明,与GPS进行扩展松组合导航能够有效提高无陀螺惯性导航系统的长期定位精度,增强GPS导航设备的抗干扰性能.     

综合惯性导航系统最优综合的实现

本文介绍了以三环半解折式液浮陀螺惯性导航系统和几何式静电陀螺监控器组成的潜艇用综合惯性导航系统的最优滤波方法及其一些关键技术。此项技术可以有效地提高惯性导航系统的导航精度，并可大幅度地延长校准和重调周期。     

静电陀螺监控器的导航方程和自对准

本文介绍了几何式静电陀螺监控器的基本结构、工作原理和导航方程；并着重介绍了静电陀螺监控器的自对准。由于几何式静电陀螺监控器的工作特点，在对准时，只需精确的位置座标而不需要航向信息。根据极轴陀螺的动量矩轴绕地球极轴的圆运动，用卡尔曼滤波技术对陀螺框架上的角度传感器输出进行数据处理，即可估计航向角和极轴陀螺的动量矩轴相对地球地轴的初始偏差角。     

静电陀螺捷联系统姿态初始对准研究

静电陀螺是构成捷联系统的理想惯性元件。与速率陀螺相比，静电陀螺捷联系统姿态初始对准有其相应的特点，通过陀螺传感器敏感转子极轴与壳体座标系之间的方向余弦和加速度计的输出信息获取载体的姿态角。由于极轴在惯性空间稳定的特点使静电陀螺捷联系统在姿态初始对准时可应用天文导航原理。基于此，本文用天文导航算法对静电陀螺捷联系统姿态初始对准原理进行了探讨，并分析了陀螺漂移、陀螺传感器测角误差和加速度计观测误差对姿态初始对准精度的影响。所得结论对静电陀螺捷联系统的理论和应用研究有参考意义。     

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。     

挠性陀螺捷联系统场地快速标定

本文给出了捷联式惯性导航系统一种简单实用的场地标定方法。在系统中，对挠性陀螺仪采用特殊安装，把组合件旋转１８０°，用两位置数据测出陀螺的标度系数、常值漂移、加速度计零位和系统真方位。在标定过程中不需要对惯性组合件做水平调整。     

静电陀螺监控器六次校准与赤道陀螺方位环随动性能关系分析

静电陀螺监控器可以全天候提供连续高精度的位置及航向信息,且不受天气制约。但是在低纬度海域静电陀螺监控器会出现六次校准频繁重置的现象,导致静电陀螺无法获得准确的漂移模型系数,进而影响到设备的正常工作。针对上述现象,通过分析设备结构和工作原理,构建了赤道陀螺随动性能数学模型,推导出赤道陀螺方位环随动速率与所在纬度相关性的计算方法,研究了六次校准重置与赤道陀螺随动性能的关系,提出了低纬度地区六次校准重置现象的规避方法。研究结果有效拓展了静电陀螺监控器的启动纬度范围,提高了设备应用效益。     

静电陀螺监控器赤道陀螺仪低纬度下的随动性能

静电陀螺监控器赤道陀螺仪处于低纬度地区启动或运行时,易出现未捕获的问题。针对该问题,通过仿真及试验,探明了在无减速器随动系统的复示误差发生变化的情况下赤道陀螺仪方位环随动系统性能与h角及所处纬度等的关系,进而揭示了在低纬度地区静电陀螺监控器赤道陀螺仪易出现未捕获问题的原理所在。同时证明了高品质、高动态性能的静电陀螺监控器无减速器复示系统及高度环、方位环随动系统是十分重要的。     

SINS/GPS紧耦合组合导航

针对可用星数目小于4情况下,SINS/GPS松散组合导航必须转为纯惯性状态,无法解决纯惯性导航参数误差发散的问题,提出了以导航星伪距和伪距率为观测量的紧耦合SINS/GPS组合导航方案.建立了紧耦合系统的数学模型,搭建了硬件系统,并应用于工程实践.车载试验结果表明:当可用星数目小于4时,紧耦合系统定位的纬度误差、经度误...     

静电陀螺监控器锚泊启动方法

静电陀螺监控器在海上应急启动时,要求载体等纬度匀速直线航行,这种条件很难满足.为此,通过分析静电陀螺监控器的启动原理和方法,完成设备在锚泊条件下海上启动试验.试验结果表明,锚泊启动过程中采取适当措施可使静电陀螺监控器在动态条件下完成启动和标定,导航精度接近码头启动的指标要求.这可在系统应急启动情况下降低对舰船航行工况的要求,为静电陀螺监控器在不同航行状态下的海上启动提供借鉴.     

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能有效地抑制监回路中随机干扰的影响,精确测出导航陀螺的漂移变化率。     

间接稳定平台误差补偿

－本文为一类以惯性导航系统为水平基准的导航设备提供一种补偿由于间接稳定平台失调引起的测量误差的方法。这类导航设备有如星光导航系统或者建立在复示平台上的准几何式静电陀螺监控系统。补偿方法将通过装在复示平台上的水平加速度计与基准惯性平台上的水平加速度计输出之差值求取复示平台的水平失调角，并以此为依据修正基于复示平台的导航设备对有关角度的测量值。     

惯性导航系统误差方程座标系的研究

本文对惯导系统提出导航座标系和误差方程座标系这两种不同意义的座标系概念。为了便于误差分析或减少惯性组合导航系统的滤波计算量,常采用不同于导航座标系的误差方程座标系来列写惯导误差方程。文申推导了采用地理座标系的游移方位惯导系统误差方程以及采用轨道水平座标系的惯性座标惯导系统(解析式惯导系统)误差方程。讨论了这两种方程各与指北系统以及轨道水平惯导系统误差方程的不同点。指出,在误差方程座标系与导航座标系不同的情况下,必须仔细分清误差状态的含意,才能正确使用误差方程。文申还以某种载体上升段飞行轨迹为例,仿真计算了采用轨道水平座标系的惯性座标惯导系统误差方程,用以验证方程推导方法的正确性。     

一种新的旋转调制捷联惯导系统

随着光学陀螺等对重力加速度不敏感的陀螺器件的逐渐完善,一种源于静电陀螺的旋转调制技术备受关注,从而建立基于相对廉价的光学陀螺的高精度惯性导航系统成为可能.通过对单轴和双轴旋转调制技术原理和局限性的分析,提出了一种四陀螺双单轴旋转调制捷联惯导系统,并详细分析了旋转轴的不对准误差、惯性器件测量轴的不对准误差、常值漂移误差、...     

基于MEMS加速度计的无陀螺惯导系统

由于MEMS陀螺精度低、漂移大,使得MEMS陀螺和加速度计构成的微惯性导航系统(Micro-INS)的精度很低,导航定位误差发散很快,不能满足载体进行导航定位定姿的要求.而相对MEMS陀螺,MEMS加速度计精度较高,据此提出用MEMS加速度计来构成的无陀螺微惯性导航系统(Gyro FreeMicroInertial N...     

一种地磁/惯性深度融合导航方法

地磁/惯性融合导航是一种不依赖全球导航卫星系统的自主导航方式之一,具有很强的隐蔽性和抗干扰性能,是固体火箭的可用自主导航方式之一。基于前人在惯性/地磁融合导航研究的基础,对地磁导航、惯性导航的优缺点进行详细分析,将地磁导航在高度和纬度的确定优势和惯导在经度和纬度确定优势进行充分融合,提出了具备东向速度间接估计校正的地磁/惯性深度融合导航方法,摒弃地磁导航在经度、惯导在高度方向确定的劣势。结合实际弹道数据的导航仿真对比试验表明,所提出方法可以充分吸收两种导航的优势,相比传统的地磁/惯性融合方式,导航精度在相同条件下提升45.6%,为高精度地磁/惯性融合导航提供一种新的方法。     

双惯导联合旋转调制光纤陀螺标度因数误差自校正方法

旋转调制光纤陀螺航海惯导系统中,光纤陀螺标度因数误差会与地球自转角速度耦合产生等效的天向和北向陀螺漂移误差,也会与船体摇摆角速度以及惯性测量单元旋转调制角速度耦合产生短时动态误差,限制了长航时航海惯性导航精度。通过使用两套三轴旋转调制光纤陀螺航海惯导系统进行联合旋转调制,提出一种光纤陀螺标度因数误差在线估计与自校正方法。根据两套三轴旋转调制光纤陀螺航海惯导系统的水平旋转轴空间夹角关系建立观测方程,实现在线估计滤波。半实物仿真结果表明,自主导航过程中光纤陀螺标度因数误差在线估计精度优于1 ppm,利用输出校正方式在线补偿光纤陀螺标度因数误差导致的惯导定位误差,有效抑制了两套三轴旋转调制光纤陀螺航海惯导系统定位误差的增长。实际转台模拟实验中,两套三轴旋转调制光纤陀螺惯导系统300 h纯惯性导航整体定位最大误差分别减小25%和40%。算法采用地心地固坐标系,因此也适用于极区导航情况。     

无陀螺捷联惯性导航技术

无陀螺捷联惯性测量装置与传统捷联惯导系统的主要区别是角速度的获取方式不同,角速度的解算精度是无陀螺捷联惯性导航系统的核心问题,决定了系统的性能及实际应用的可行性。本文剖析了无陀螺捷联惯性测量装置的误差来源,建立了无陀螺捷联惯性导航系统角速度解算数学模型,并重点探讨了加速度计元件误差对角速度解算精度的影响。进行了无陀螺捷联惯性测量装置试验,结果表明,尽管计算误差较大,但无陀螺捷联惯性测量装置可以反映出运动平台的角运动规律,实际应用中对加速度计精度和计算机速度要求较高,另外应寻找更好的算法尽量补偿角速度解算误差。     

静电陀螺伺服测漂数据处理方法研究

静电陀螺仪通常用于空间稳定系统中,因此用伺服法进行漂移测试和建模具有现实意义。本文讨论了一种静电陀螺伺服测漂数据处理的方法,对三次伺服测漂试验数据进行了分析和处理。考虑到伺服测漂中失调角甚小,采用简化常值漂移模型,参数估计采用离散卡尔曼滤波以提高精度,并用时间序列分析法建立随机漂移模型。拟合结果表明,上述方法对建立和辨识高精度静电陀螺漂移模型具有较高精度。     

利用ARMA模型分析改进陀螺漂移测试

在惯性导航系统中,陀螺漂移是影响导航精度的主要原因。随着对陀螺精度的要求越来越高,陀螺漂移的测试方法也要不断改进。由于陀螺漂移十分复杂,有许多问题在理论和实践中都还没有得到满意的解决。本文结合陀螺漂移数据分析,对样本长度和采样间隔的选择做一初步探讨。