考虑舰体变形时的捷联惯性系统初始对准方法

为尽可能消除惯性测量组件（IMU）安装误差及挠曲变形对初始对准精度的影响，运用传递对准技术，建立系统方程和量测方程，采用扩展状态滤波器和速度加角速率匹配的方法，准确地估计出了这些误差，并对系统进行补偿。仿真结果表明，用速度加角速率匹配估计安装误差和挠曲变形比用速度加姿态匹配效果好，补偿了安装误差和挠曲变形后，系统的导航精度明显提高。     

船用自由方位惯导系统性能分析与仿真

推导船用自由方位惯导系统在地理坐标系下的系统误差方程,通过求解静基座状态下的系统误差方程,研究各类误差源对自由方位惯导系统的影响,在此基础上完成动基座下系统误差仿真。理论分析及系统仿真表明,相比于指北惯导系统,自由方位惯导系统由于平台相对地理坐标系存在旋转角速度,调制水平方向惯性测量元件常值误差造成的系统误差,使得除平台x方向陀螺造成的经度常值误差项外,其他项均为震荡性误差,达到了抑制惯性测量元件误差效果。     

INS/GPS姿态组合导航系统卡尔曼滤波器设计

在建立用于卡尔曼滤波的INS和GPS姿态误差模型基础上,给出INS/GPS姿态组合系统的误差方程和量测方程,仿真结果表明：在通常的利用位置和速度作为观测量的INS/GPS组合导航系统中,加入GPS姿态观测量后,INS的位置误差、速度精度及姿态精度都得到较大提高,同时INS元件误差也能得到较好的估计。     

静电陀螺监控器在静基座上的误差方程及误差分析

初始定向误差和陀螺漂移是静电蛇螺监控器的两个主要误差源。对由此产生的陀螺姿态角误差进行了仿真分析,并在此基础上建立起与之相应的简化误差方程,对简化误差方程进行了复城分析。     

基于水声传播时延补偿的惯导误差修正方法

针对潜器惯导定位误差修正问题,提出惯导/多信标水声测距组合导航实现方法,并主要针对由于潜器运动与水声传播时间延迟导致的误差进行分析,提出一种基于水声传播时延补偿的水下惯导定位误差修正方法,该方法利用扩展卡尔曼滤波,通过对惯导系统位置误差状态的前推,重构量测方程,实现量测方程与系统量测量时间的一致性,补偿时间延迟产生的误差。仿真结果表明,该方法可有效提高惯导/多信标水声测距组合导航系统对惯导定位误差修正的精度。     

舰机协同反潜中影响直升机引导水面舰艇鱼雷攻击效果的误差因素分析

在舰机协同反潜的作战过程中,由于引导及攻击占位的因素而影响直升机引导水面舰艇鱼雷攻击效果的主要误差源包括引导直升机位置误差、探测距离误差、探测方向误差、攻击水面舰艇位置误差、占位航向误差和占位速度误差.本文在对上述的各种误差源的误差传递过程进行分析的基础上,采用了蒙特卡罗法进行了计算,得出了各种误差源对攻击效果的影响.通过对计算结果的分析,得出提高引导、攻击兵力平台的导航及定位精度对鱼雷引导攻击的效果具有很大的作用的结论.     

船舶电机调速系统稳定性分析和仿真

传统船舶电机调速系统分析方法大多依托瞬时数据,数据聚合性较差,对此提出以反动势评估为核心的船舶电机调速系统稳定性分析方法,建立PMSM坐标系,根据坐标指数分别提出电动机电压、反动势和电流坐标方程,结合当前电机调速系统滑模控制原理,通过上述提出的坐标方程,比较给定的系统电压电流反馈,根据两者的误差,评估当前船舶电机的反动势,引入锁相环计算,通过调解相位误差,根据反动势结果,测算当前系统转速情况,提取转子转速信息并与额定值进行比较,获取当前调速系统稳定性分析结果。仿真结果表明,应用设计的分析方法,系统转子信息数据的扰动下降了29%,平均数据离散下降了25%,有效提高了数据聚合。     

多普勒声呐安装误差补偿方法研究

多普勒声呐利用多普勒频移原理,测量多普勒声呐相对海底的速度,随着测量精度的提高和宽带多普勒声呐的出现,已经应用于多种载体的导航.由于多普勒声呐在换能器安装和在载体上安装时,不可避免出现误差,而安装误差对于测量载体的绝对速度有较大的影响.本文主要研究换能器安装误差、安装角度误差和安装位置的补偿方法,对于提高多普勒声呐的测量精度具有较大的意义.     

单轴旋转式惯导系统误差抑制机理分析

提高惯导系统对于惯性器件误差负面影响的抑制能力,对于改善系统的导航精度具有重要意义.本文对惯导系统误差方程进行分析,重点讨论对称位置上惯性器件误差的积累效果,系统地研究了单轴旋转调制对捷联惯性导航系统惯性器件误差的自动补偿机理,详细分析了单轴旋转对惯性器件常值误差、标度因数误差的抑制情况.对单轴旋转调制方案进行仿真,验证了理论分析的正确性.     

雷达信号处理问题的分析预测理论和应用(Ⅰ)——基本思路、数学模型、解的存在性

雷达信号处理问题的分析预测理论是一种通过分析数学推导出来的,解决运动目标航迹预测问题的理论。其基本思考方法的最大特点是 将雷达获取的观测位置的随机性变化为确定性(即将雷达获取的观测位置与目标在该时刻的真实位置之间的最大距离确定在二倍的雷达观测误差的范围之内),并以此作为约束条件,然后用距离目标真实位置最近的点作为预测位置。由于使用的方法不同,所以这种理论具备一些传统理论所不具有的性质,例如具有剔除观测异常点的能力;在小量数据的情况下,给出结论在理论上与观测位置的多少没有关系;能定量地表达预测精度和观测位置之间的关系,能提供预测位置和该时刻目标真实位置的最大距离,能识别目标真实运动方程的阶(如果运动方程是多项式)和给出与目标的最接近的多项式作为模拟方程(如果目标方程不是多项式);能够给出更精度的预测位置。由于以前这方面的工作都集中在实际应用,而对一般理论性问题(例如数学模型的解的存在性等)未作较深入的讨论,本文的目的除了进一步系统地介绍雷达信号处理问题的分析预测的基础理论外,还将证明最优预测位置的解的存在性定理。     

鱼雷捷联惯性系统尺寸效应引起的误差分析

安装于鱼雷捷联惯性系统中的惯性测量装置不可避免地存在安装位置误差,从而引起了尺寸效应。文章对尺寸效应引起的系统误差进行了分析,仿真结果表明,只要惯性测量装置偏离雷体摇摆中心距离较小,且鱼雷作旋回运动的速度较低、时间较短,则可以忽略尺寸效应对系统导航性能的影响。     

基于双轴速率转台的IMU440惯性测量单元快速标定方法与实验

在捷联惯导系统中,惯性器件的确定性误差是系统误差的主要原因之一。为了提高惯导系统的输出精度,必须对这一误差加以补偿。以美国Crossbow公司开发的IMU440惯性测量单元为对象进行了快速标定实验,建立了陀螺仪和加速度计的误差模型方程,提出了用于辨识陀螺仪和加速度计误差模型参数的速率和位置标定法,根据两种标定方法得到了IMU440惯性测量单元的误差模型,最后对误差模型进行了校验。实验结果表明,误差补偿后的惯性器件输出值可以很好地接近理想输出值,大大降低了捷联惯导系统的输出误差。     

捷联惯性导航系统安装误差分析

捷联惯性导航系统（SINS）现已广泛装备于各类载体上,但由于惯性测量装置直接安装在载体上,安装误差的存在会影响惯性器件的输出,进而影响系统的导航精度。因此对捷联惯性导航系统安装误差进行分析,对于减小惯性器件输出误差,提高载体的定位精度具有极其重要的作用。对捷联惯性导航系统主要误差模型进行深入分析的基础上,对惯性器件的两类主要误差影响进行了分析讨论,并通过仿真试验对分析结果进行了验证。     

Robust aspects in dependable filter design for alignment of a submarine inertial navigation system

The strapdown inertial navigation system (SINS) is able to provide continuous estimates of a vehicle??s velocity, position and attitude. As a rule, the SIMS component known as a high accuracy strapdown inertial measurement unit (SIMU) is an exceptionally expensive system. Less expensive SIMUs comprised of low cost sensors suffer from degraded performance, but this can be compensated for, in part, by addition of a velocity data recorder (VDR) to accompany the SINS. In this configuration, the need frequently arises to align the SINS of a submarine to in order to avoid a long run-up of the inertial system before a start command is issued. This in-motion alignment (IMA) can be accomplished by integrating SINS data with some external aiding source, such as the VDR, by using some form of measurement matching method. Accordingly, this paper demonstrates a consistent IMA scheme for a low-cost SIMU using a robust Kalman/ $ H_{\infty } $ filter structure. An error model of the SINS is derived in which the state vector includes attitude, velocity, position and sensor errors. Velocity information from the VDR is used as a measurement to the proposed filter. All significant equations concerning navigation are presented in conjunction with argument. Results show the advantages of the approach and emphasize diverse aspects of the SINS.     

舰用高精度激光陀螺惯导内杆臂误差分析及补偿方法研究

对于高精度激光陀螺旋转惯导系统,大部分惯性器件误差都能够通过惯性测量单元（ IMU）旋转而调制掉,内杆臂误差不仅不能够被调制掉,反而因为 IMU旋转将误差引入到系统对准和导航过程中。基于此,本文对内杆臂误差进行分析与建模,推导内杆臂误差与导航速度误差之间的数学表达式,通过分析确定内杆臂长度和振动频率是影响内杆臂误差的2个因素,并提出基于内杆臂长度的误差补偿方法。最后,通过试验对内杆臂误差模型和补偿方法进行了验证。     

机动对SINS对准中惯性仪表误差估计的影响

为了尽可能估计出捷联惯导系统中惯性仪表的误差,建立捷联惯导系统误差方程和量测方程,运用传递对准技术,构建了速度匹配方式下的Kalman滤波器模型,研究了线加速和拐弯机动下对惯性仪表误差估计的影响,并对计算机仿真结果进行比较分析,仿真结果表明:线加速情况下可以提高陀螺漂移误差的估计精度,拐弯情况下可以提高加速度计偏置误差的估计精度。     

惯性导航系统原位标定技术

误差标定及补偿是提高惯性系统使用精度的重要手段。惯导系统原位标定在提高装备机动性和保障效率方面具有明显的优势。综合考虑惯导系统的框架轴、陀螺和加速度计安装误差,详细推导了适合惯导系统原位标定的误差模型。给出了一种16位置标定方案,分离出惯导系统的36项误差系数。经仿真验证,标定精度取得了良好的效果。     

基于飞行轨迹的捷联惯导系统算法仿真

根据载体在空间中的运动特点,利用工程软件Matlab对基于飞行轨迹的捷联惯导系统算法进行了仿真。先是通过建立基本运动模型模拟出载体的飞行轨迹,然后进行逆运算求出陀螺仪和加速度计的模拟输出量（角速度和比力）作为系统输入,并加入模拟噪声,最后通过合理的力学编排计算出运动载体的位置和速度信息,仿真结果验证了算法的正确性和系统的可行性。     

重力图匹配导航方法研究

提出一种利用重力异常信息校正惯导系统的方法按照一定方法将重力实测数据和数字重力图进行相关分析和匹配以得到最优路径,再用位置误差对惯性器件误差进行扩展Kalman滤波估计,最后对惯导系统的导航状态进行修正,得到最优导航状态。