舰用高精度激光陀螺双轴旋转惯导系统方案设计

旋转调制技术是国外先进国家海军装备的高精度激光惯导系统普遍采用的一项技术,也是国内外惯性技术领域的重点研究方向之一。本文针对舰用高精度激光陀螺双轴旋转惯导系统,研究了转位方案、导航解算方案、初始对准方案的设计,并结合国内惯性器件精度水平进行长航时静态仿真试验验证。结果表明,采用旋转调制技术可以大幅度提升惯导系统长时间导航精度,导航误差基本不随时间发散,在不考虑随机游走的影响下,系统72 h定位精度达到0.3 n mile。     

激光陀螺双轴旋转惯导系统转位方案设计

本文研究旋转惯导系统设计中的一些重要问题,包括误差调制机理、误差传播特性和旋转方案设计。考虑惯性器件的一些典型误差,分析旋转式惯导系统的误差传播特性,并验证旋转调制下误差的影响效果。通过分析,提出双轴旋转方案合理设计的条件,设计出一种基于64次序的双轴旋转方案以实现平均掉惯性器件所有常值误差的目标。基于该旋转方案,仿真出惯性测量单元主要误差项的调制形式,通过一个旋转周期的积分,得到这些误差引起的累积速度或角度误差的调制形式,进一步验证了旋转调制对误差的调制效果。最后,通过对旋转调制下惯导系统长时间导航误差的仿真,验证了所设计旋转方案的有效性和旋转调制的优越性。     

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.     

舰用高精度激光陀螺惯导系统八次序转位方案设计

从理论上分析惯性器件常值偏置误差被完全调制和标度因数误差、安装误差被最大程度调制的旋转规律,提出双轴转位方案的设计原则。在此基础上设计了一种八次序转位方案,对该方案下误差调制效果进行分析。最后,利用高精度激光陀螺惯导系统和双轴转台搭建半实物仿真系统,对提出的双轴转位方案进行长时间静态导航精度的验证,证明双轴旋转误差调制理论分析的正确性和双轴转位方案设计的合理性。     

旋转调制式捷联惯导系统初始对准方案研究

初始对准技术是惯性导航的关键技术之一,其精度将直接影响导航精度。旋转调制式捷联惯导系统在一定的旋转方案下虽然可以将惯性组件的误差调制掉从而提高系统导航精度,但其初始对准的误差则不受调制,所以有必要对旋转调制式惯导系统的初始对准进行深入研究,确定适合旋转式捷联系统使用的对准技术和方案以进一步提高系统精度。文章对可应用于旋转调制式捷联惯导系统的三种对准方案做了研究分析并进行了仿真。结果显示,二位置对准方案可显著提高系统变量的可观测度,连续旋转方案对准精度最高,收敛速度最快,效果最好。     

激光陀螺标度因数误差对双轴旋转惯导系统的影响

研制高精度船用激光陀螺捷联惯导系统是惯性技术领域的重要发展方向之一,本文从旋转惯导系统与无旋转惯导系统误差方程的区别出发,详细讨论了双轴旋转惯导系统中激光陀螺标度因数误差的调制机理,仿真分析了对称性标度因数误差和非对称性标度因数误差在典型双轴旋转调制方案下的传播特性,为激光陀螺双轴旋转惯导系统的设计提供理论参考。     

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。     

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。     

旋转式捷联惯导系统的误差分析与仿真

给出旋转式捷联惯导系统的误差方程。分析得到在旋转的条件下,系统主要误差源（即陀螺常值漂移,加速度计零位偏差）对导航参数输出的影响。通过数字仿真验证了理论分析的正确性,为旋转式捷联惯导系统的工程应用提供了理论基础。     

单轴旋转对船用激光惯导系统定位误差的影响

激光惯导旋转调制技术是一种自校正方法,其补偿手段是在不依赖外部导航信息的前提下,自动补偿陀螺漂移和加速度计零偏引起的系统导航误差.该旋转调制技术已经在国外舰船型号上成功应用,通过对陀螺和加速度计常值漂移、安装误差、标度因数误差等因素在单轴旋转下的调制情况进行了研究.系统设计中,通过计算机仿真分析了系统在旋转和非旋转情况下各误差因素对系统定位误差的影响.仿真表明,采用单轴旋转调制技术能够抑制长期的定位误差发散,在角运动状态下旋转系统能比无旋转系统保持更好的姿态精度.     

舰船瞬时航向测量方法研究磁

舰船武器系统海上航行精度测试[1]需要真航向进行系统误差分析,而舰船在没有装备真航向测量系统情况下,如何提供真航向测量数据一直是需要解决的难题。论文采用舰船高精度光电跟踪仪、有源岸标和差分GPS定位设备,对舰船瞬时真航向测量方法及其可行性进行了深入细致的分析与研究,最终确定出系统瞬时航向测量精度是否满足使用要求。     

导航定位误差数学分析方法的研究

该文从几何精度系数出发给出了导航定位误差的一般分析方法，从而得出导航定位误差的简单估计和分析所造物标的最佳配置。     

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。     

船用天文测姿系统测量误差影响因素分析

通过分析和推导船用天文测姿系统的各项误差源,建立各项误差与测量误差之间的数学模型,为航姿测量误差的定量计算提供理论基础,并对系统测量误差进行计算,绘制相应的影响曲线.     

瞬态统计能量分析法中动态响应误差分析

统计能量分析方法能够有效预示舰船和车辆等结构的高频振动及噪声。本文通过建立两子结构耦合模型，利用差分法研究了瞬态统计能量分析中参数误差对子结构响应能量的影响，同时给出了参数误差与所导致能量误差的关系函数。结果表明：对于外载荷直接激励的子结构，内损耗因子和耦合损耗因子的误差都会导致被预示总能量的减小。对于外载荷间接激励的子结构，内损耗因子的误差会导致峰值能量的减小，而耦合损耗因子的误差会导致峰值能量的增加。本文内容对改进动力学系统数值模型以及提高结构振动和噪声预示精度有一定的帮助。     

On the numerical accuracy of the prediction of resistance coefficients in ship stern flow calculations

This article presents a study on the accuracy of the numerical determination of the friction and pressure resistance coefficients of ship hulls. The investigation was carried out for the KVLCC2 tanker at model- and full-scale Reynolds numbers. Gravity waves were neglected, i.e., we adopted the so-called double-model flow. Single-block grids with H–O topology were adopted for all the calculations. Three eddy viscosity models were employed: the one-equation eddy viscosity and the two-equation models proposed by Menter and the TNT version of the two-equation k-ω model. Verification exercises were performed in sets of nearly geometrically similar grids with different densities in the streamwise, normal, and girthwise directions. The friction and pressure resistance coefficients were calculated for different levels of the iterative error and for computational domains of different size. The results show that on the level of grid refinement used, it is possible to calculate the viscous resistance coefficients in H–O grids that do not match the ship contour with a numerical uncertainty of less than 1%. The differences between the predictions of different turbulence models were larger than the numerical uncertainty; however, these differences tended to decrease with increases in the Reynolds number. The pressure resistance was remarkably sensitive to domain size and far-field boundary conditions. Either a large domain or the application of a viscous–inviscid interaction procedure is needed for reliable results. This work was presented in part at the International Conference on Computational Methods in Marine Engineering—MARINE 2007, Barcelona, June 3–4, 2007.     

新误差分析方法对反舰导弹作战使用的影响

从随机误差和系统误差的定义出发,指出传统文献在计算捕捉概率时分析随机误差E和系统误差M时存在的问题,采用一种新的分析方法来研究E和M的变化对超视距反舰导弹的可用外部目标指示时间的影响。     

复杂系统误差传递的主次作用分析与控制

系统观测目标误差渗透着系统误差和随机误差,系统误差和随机误差的分离与溯源理论和应用一直是误差分析的难点和热点。文中基于系统误差和随机误差的互相关系与传递特征,提出了以传递函数为基础的误差传递模型,并基于该模型,将复杂系统划分为若干个子系统,分析了各子系统在观测目标误差中的主次作用（ primary and secondary position a-nalysis,PSPA）。算例表明,该理论能够分析得出引起观测误差灵敏度较高的子系统,这对于误差溯源、分析和控制误差,提高观测目标的精度具有一定的指导意义。     

The numerical friction line

This paper presents a study on the numerical calculation of the friction resistance coefficient of an infinitely thin plate as a function of the Reynolds number. Seven eddy-viscosity models have been selected: the one-equation turbulence models of Menter and Spalart–Allmaras; the k-ω two-equation model proposed by Wilcox and its TNT, BSL and SST variants and the two-equation model. The flow has been computed at 14 Reynolds numbers in sets of seven geometrically similar Cartesian grids to allow a reliable estimation of the numerical uncertainty. The effect of the computational domain size has been reduced to negligible levels (below the numerical uncertainty). And the same holds for the iterative and round-off errors. In the finest grids of each set, the numerical uncertainty of the friction resistance coefficient is always below 1%. Special attention has further been given to the solution behaviour in the laminar-to-turbulent transition region. Curve fits have been applied to the data obtained at the 14 Reynolds numbers and the numerical friction lines are compared with four proposals from the open literature: the 1957 ITTC line, the Schoenherr line and the lines suggested by Grigson and Katsui et al. The differences between the numerical friction lines obtained with the seven turbulence models are smaller than the differences between the four lines proposed in the open literature.