基于UKF的旋转式SINS大方位失准角初始对准方法

旋转调制自补偿技术可以调制惯性元件的常值误差,从而提高惯性导航系统的导航精度。出于实际工程应用需求,研究了旋转式SINS大方位失准角初始对准方法。以单轴旋转式SINS为例,给出了单轴旋转式SINS大方位失准角非线性误差模型;根据系统误差模型的非线性特性,利用简化Unscented卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter UKF)算法,设计了系统的大方位失准角初始对准算法。数字仿真实验结果表明:在相同条件下,提出的UKF算法在收敛速度与对准精度方面均优于EKF算法;系统试验验证结果表明,采用本文提出的初始对准方法,系统的水平对准精度优于0.1′,方位对准精度优于1.5′,证明本文提出的初始对准方法在工程应用中是有效、可行的。     

光谱导航技术在果树果实定位中的应用

将光谱技术与导航技术有机结合是光谱分析技术的一个新颖且重要的应用方向。果实表面的反射光谱特征是果实物质的一种固有特征,果实与树叶、树枝的反射光谱在多个波段都有明显差异,根据果实表面反射光谱的不同, 进行导航定位是一项具有实用意义的研究课题。文章提出了一种光谱导航技术,将果实、树叶、树枝的反射光谱作为一个重要的导航参数,利用其差异进行导航。研究结果表明,果树叶光谱在可见-红外区具有明显的“平坦效应”; 果树枝光谱则是在很宽的波长范围内具有平稳的上升趋势; 而果实的反射率具有波动性变化。在850 nm处果实和叶子之间的反射率有较大差别,在这个波段附近设计阈值,则很容易识别果实与树叶。所提出的方法不仅可以快速区分果实、树叶和树枝,还可以有效消除外界环境的干扰。与传统的计算机视觉导航方法相比,光谱导航技术在果树果实定位方面具有一定的特色。     

基于案例推理方法在惯性导航故障诊断专家系统的应用

以测量船惯性导航系统为例,为解决其故障诊断专家系统知识瓶颈问题,特别是突发、原因不详的故障,利用专家知识和以往的工作经验积累,在故障诊断专家系统中融入了基于案例的推理方法。这种推理方法把知识获取简化为领域内经验知识的收集,并以此为基础构造案例库;把基于规则的推理转化为基于案例推理,即在案例库中检索相似的经验知识。采用基于案例推理的方法,可以简化知识获取的过程,求解效率高、质量高,具有持续的学习能力,能有效提高故障诊断系统的智能化程度。文中重点介绍了构建该故障诊断专家系统的案例知识表示方法、案例的索引和检索算法等关键技术。     

一种低成本的MIMU/GPS组合导航系统快速对准方法

低成本的MIMU元件在组合导航领域取得了广泛应用,但其精度较低,无法实现自主初始对准。针对此问题,研究并提出了一种基于GPS辅助的MIMU/GPS组合导航系统对准方法。方法的基本思想是通过同一位移矢量在载体和导航两种坐标系下的不同表现形式来找出两种坐标系之间的关系,进而实现系统的初始对准。方法先用GPS对某一短距离位移进行精确定位,再用其定位结果反推MIMU捷联解算中的初始对准角。为了加强对非线性方程组的求解能力,在求解过程中引入了遗传算法,并选取了六组不同失准角状态下的数据进行了验证。计算结果表明,该方法具有较高的对准精度和较快的对准速度,因此是有效可行的,同时该方法的实现不借助于任何外部对准信息,由此节省了应用成本。     

UKF在深组合GPS/INS导航系统中的应用

采用联邦滤波的深组合GPS/INS导航系统预滤波器量测模型具有很强的非线性,导致扩展卡尔曼滤波（EKF）的预滤波器估计精度不高。Unscented卡尔曼滤波（UKF）方法是一种非线性分布近似方法,它使用有限数量的sigma点去逼近整个非线性动态系统的分布可能,从而避免了对非线性测量模型进行线性化,具有较高的精度和较好的鲁棒性。在分析深组合导航系统预滤波器模型和UKF原理的基础上,设计了基于UKF滤波算法的预滤波器,对码相位误差、载波相位误差、载波频率误差、载波频率变化率等参数进行估计,同时将UKF和EKF算法进行了仿真比较。结果表明,在深组合导航系统中使用UKF滤波比EKF有更高的导航定位精度。     

振动条件下平台角振动对惯导系统误差的影响研究

本文介绍了平台式惯导系统在振动条件下陀螺漂移和加速度误差的变化规律 ,系统分析了平台角振动对惯导系统振动性能的影响。首次提出了振动条件下惯性平台角振动是导致加速度误差和陀螺漂移变化的重要因素。通过稳定回路动态仿真和角振动测试验证了平台角运动与稳定回路动态刚度有十分密切的关系 ,提出了减小平台角振动的改进方案。通过惯导系统振动试验证明了理论分析的正确性和改进措施的有效性     

基于模糊神经网络的惯性导航系统预热控制

针对惯性导航系统预热中存在的非线性问题,采用了基于模糊神经网络的控制系统。讨论了模糊系统与神经网络的优缺点,给出了适于非线性时滞、基于BP网络的控制方案,并通过仿真说明方案的可行性。     

基于Web墨卡托投影的导航电子地图设计

针对目前无人机地面测控站导航模块的局限,提出了基于Web墨卡托投影原理的导航电子地图的设计方案,使用ImageStone类库简化了电子地图的制作,并实现了电子地图的绘制、平移及缩放功能;在此基础上完成了航迹规划、实际飞行航线的实时显示以及航线保存等功能,大大提高了地面站的导航地图与导航信息融合显示的实时性;经过无人机仿真系统的测试,验证了方案设计的合理性和可行性,该导航电子地图能够高效、准确地完成各项导航任务。     

小卫星地面供电电缆温度监测系统设计

随着小卫星研制数量的增多,地面电缆的敷设数量越来越多,一旦绝缘老化而发生热击穿将造成很大的损失。卫星地面供电电缆的运行温度是一个重要参数,必须对其进行监视。为此,研制了小卫星地面供电电缆温度监测系统,该系统采用T型热电偶对电缆重点监测部位进行测温,并将测温数据通过温度数采盒转换为RS-485信号进行远程传输,利用工业串口服务器和以太网交换机接入测试网络,实现测温数据的便捷访问,通过基于LabVIEW开发的温度监视软件实现温度数据实时监视以及其他综合应用。最后,为了获取小卫星地面供电用电缆载流数据,进行了该类型电缆载流试验,试验数据表明了电缆温度的重要性。     

实践十号返回式卫星自主安全控制策略设计

自主运行和健康管理是航天技术发展的一个重要趋势。为确保实践十号返回式卫星在飞行中的设备安全、整星能源安全和自主运行需求,从卫星系统层面进行了自主安全控制设计。首先,可以使卫星在测控弧段之外出现地面无法反应的故障时能够启动自主安全保护模式;其次,可以使卫星自主执行程序化的功能,减轻地面人员的遥控数据上注压力。实践十号卫星在轨飞行中所采取的系统级自主安全控制策略以及工程设计经验,是对航天自主运行和健康管理技术的有益探索和尝试,对后续航天器的设计有很大的借鉴意义。