长航时捷联惯导系统综合校正方法

针对捷联惯导系统长时间工作时导航误差随时间发散的问题,提出一种适用于长航时捷联惯导系统的综合校正算法.首先建立了惯性系下的φ方程,在此基础上推导了陀螺误差引起的惯性系下φ角增量表达式,并通过φ角增量与观测量（位置误差和航向误差）之间的关系,建立起陀螺误差与观测量之间的关系,进而利用不定期获取的参考位置和航向信息计算陀螺漂移并进行修正.理论和实验分析表明,所提出的综合校正方法明显地抑制了捷联惯导误差随时间的发散,可有效提高长航时捷联惯导系统的导航精度,且该方法不受载体运动和纬度变化的影响,具有很强的工程实用价值.     

潜用平台惯导陀螺漂移估计的新方法

为保证潜艇隐蔽性,满足高精度导航要求,设计了一种针对潜用平台惯导的陀螺漂移估计新方法。简要分析了陀螺漂移对惯导系统误差的影响;基于舒拉振荡周期,利用间断获得的外测信息建立惯导系统短时速度、位置误差模型并进行不确定度评估;采用Kalman滤波对陀螺漂移作了事后估计。仿真验证结果表明,建立的速度、位置误差模型可信度高。尽管该方法无法满足实时性要求,但可较为准确地估计出北向陀螺常值漂移以及水平误差失调角,有效抑制后续经度误差发散现象,提高了导航精度。     

惯性导航系统中陀螺斜坡漂移的测量及补偿

当惯性陀螺工作在方位姿态时,有一定的斜坡漂移,它将引起惯性导航系统中的严重的航向和位置误差,所以有必要估计和补偿它.本文描述了斜坡漂移产生的原因和特性,详细讨论了一种在BBA校准后利用惯导系统的输出来估计和补偿斜坡漂移和常值漂移的方法,以及提出了几个在实际操作中需注意的问题.软件仿真和实验都证明了这种方法的有效性.     

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.     

陀螺罗经的航向效应标定与补偿

陀螺罗经在实际工作时,存在陀螺的常值漂移误差、随机漂移误差、阻尼误差、速度误差及风、流等因素影响,这些所有影响因素归纳为航向效应.提出一种参数拟合的航向效应标定与补偿的方法,对陀螺罗经输出的航向数据进行处理.仿真结果表明,该方法有效地消除了误差,获得了满足高精度导航需求的航向数据,具有一定实际应用价值.     

平台式惯导系统三点校的常值误差解析

为估计和补偿各种误差源引起的综合校正误差,针对平台式惯导系统综合校正中的三点校,从理论上分析了外界测量信息误差和惯性平台水平误差对陀螺常值漂移综合校正效果的影响,并对受外界测量信息误差影响的三点校过程进行仿真。研究结果表明:"三点校"对陀螺常值漂移的估计误差,与重调时刻的量测误差、惯性平台水平失调角均呈线性关系,提高外界测量信息和惯性平台水平测量精度,是提高三点校精度的关键。     

基于天文导航惯导姿态误差解算

本文利用天文导航和ψ方程,提出了一种测量惯导姿态误差的方法。分析表明:该方法简单可靠,测量精度高,实用强。     

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。     

舰船惯性导航系统定位精度评定及其圆概率半径

如何评定舰船惯性导航系统的定位精度,各家众说纷纭,我们认为,要确切判定其定位精度,不能不对惯导定位的误差作一科学分析。惯导系统的误差源有:加速度计的零位偏差;陀螺漂移率;陀螺、加速度计、转换装置的标度因子误差;陀螺、加速度计的安装误差;平台的初始姿态和初始位置的误差以及基准测量设备本身的误差等等。其中未经补偿的陀螺漂移率是决定定位误差的主要因素。这是因为由陀螺漂移率所引起的定位误差是随时间积累的,而其它各误差源引起的定位误差都是有界的。虽然惯导系统各误差源综合作用的定位误差是遵循正态分布的,但其亦随时间积累而发散,     

一种捷联惯导阻尼超调误差抑制算法研究

针对捷联惯导系统在阻尼状态切换时产生超调的问题,提出一种基于“双模”解算的捷联惯导阻尼超调误差抑制算法。基于捷联惯导的力学编排,建立了系统水平回路的控制模型,分析了系统阻尼和无阻尼状态切换时超调误差产生机理。在此基础上,设计了系统阻尼和无阻尼并行的导航解算算法,在切换状态超调期内利用无阻尼导航输出校正阻尼导航输出,抑制状态切换超调误差。算法将捷联惯导系统IMU的输出同时接人两个解算回路。两个回路同时、独立进行导航参数的解算。系统工作在无阻尼状态时,惯导系统输出无阻尼回路的导航参数。在状态切换的超调期内,惯导系统仍输出无阻尼回路的导航参数。状态切换的超调期结束后,惯导系统输出阻尼回路的导航参数。仿真结果表明,该算法能够抑制惯导系统阻尼状态切换时产生的超调误差。同时,该算法使校正回路设计简洁,工作稳定可靠。     

一种基于超定结构方程的天体定位计算方法研究

在天文导航或利用文定位对惯性导航系统进行校正时，均要涉及到天体定位计算，其中方便直接使用计算机进行数据计算的方法主要有直接计算方法。本文给出了基于超定结构方程的直接天体定位计算方法，这在一定程度上提高了天文导航计算中的可靠性和准确性，为自动天文定位、定向计算提供了一种较为实用的方法。同时给出了基于卡尔曼滤波方法的天体参数的测量与计算，这在一定程度上提高了在天文导航计算中原始数据的可靠性，为后续定位与定向计算提供了可靠的数据源信息。     

基于ECDIS系统的舰船天文导航系统的设计方案

本文提出并建立了一种新的舰船组合导航系统,即基于ＥＣＤＩＳ（电子海图）系统的舰船天文导航系统。设计了系统的总体框架结构,建立了系统中有关的数学模型,给出了系统的软件设计方法和具体实现。最后给出了一个用本系统定位的实际例题。研究结果表明,本系统的设计方案和数学模型合理有效,为解决天文导航的定位精度和自动化两个方面的难题提供了新的思路和重要的参考。     

高速三体船的阻力预报方法研究

高速航行的三体船,其航行姿态会随着傅汝德数（Fn）的增加而发生变化。常见的CFD计算预报实船阻力常常以设计浮态为基准、固定船舶航行姿态的方法进行,也是导致计算偏差的原因之一。文中选定一艘三体船模型,针对自由和约束两种展开CFD数值模拟和阻力计算,得到其差别。为了进一步了解其兴波情况和摩擦阻力的变化规律,在0.3＜Fn＜0.6的范围内对处于自由和约束状态下的模型流场相关细节进行了分析。最后,对该三体船型进行了模型试验验证。     

基于优化旋转矢量双子样算法的捷联惯导姿态解算

在捷联惯导系统中,姿态更新算法会对导航精度产生至关重要的影响.旋转矢量法在抑制不可交换性误差及其累积效应方面具有显著的优点.为兼顾姿态解算的实时性与精确性,文中基于旋转矢量双子样算法原理推导其误差补偿项,并进行了圆锥运动环境下的算法优化,以提高算法的动态适应性,从而形成了优化的旋转矢量双子样算法.最后通过与传统四元数法进行对比分析,表明在捷联惯导姿态解算中,采用优化旋转矢量双子样算法不仅可较好满足系统实时性要求,同时还能较明显地提高解算精度.     

国外天文导航技术发展综述

叙述了国外天文导航技术的发展现状及其趋势,包括基于“高度差法”的两星定位技术、基于星图识别的多星矢量定位技术、自主光学水平基准技术、天文射电定位技术等,并概述了天文导航技术未来的研究方向.     

捷联惯性导航系统的四元数姿态适时修正算法探讨

建立了捷联惯性导航系统的四元数姿态修正算法,该算法跟其他常用算法的区别是在旋转矢量计算上的处理不同,计算采用了多步骤Adams-Moulton方法。由于多步骤方法不能自行启动,所以在开始阶段采用了单步骤Heun’s方法。然后,在实际计算值和预估值的基础上,建立了姿态修正运算法的评估误差方程。数字测试结果表明该四元数姿态修正算法在低频动态情况下是可靠的。.     

FURUNO GPS导航仪的坐标转换算法

大地坐标系之间的转换一直是导航领域十分关注的课题。本文将对ＦＵＲＵＮＯＧＰ－５０００型ＧＰＳ接收机的大地坐标转换问题做了初步的探索,通过实际测量与理论计算来验证其坐标转换模型。     

任意海区的太阳移线定位时机判断研究

根据天文球面三角形求天体方位的四联公式，编辑计算机程序，进行人机对话，显示太阳方位变化曲线，确定任意海区的太阳移线定位时机，是一种简单易行、直观的新方法，也有利于航海学习者对天文航海知识的学习、理解和实际应用。     

基于神经网络的舰船姿态信息谱估计方法

从最大熵谱估计入手,用ＴＨ网络这时地实现了对船用惯导系统姿态测量信号的最在熵一维谱估计。研究表明,由于神经网络的高度运算能力。该方法有效地解决了信号频谱处理过程中处理性能与运算量之间的矛盾,为现代谱估计了新途径。     

考虑航行姿态变化的的高速船阻力性能预报

为了精确获得高速船的航行阻力,计及航行姿态变化对其阻力的影响。基于CFD理论,本文通过耦合求解计及黏性的RANS和船体运动方程的方式实时预报船体受力,船体根据受力进行姿态调整,最终达到平衡,以此预报船舶在高速运动稳定后的航行姿态及阻力。并将一系列的数值计算结果与试验数据对比分析,数值计算结果和实验数据吻合良好。船舶设计工作者可以参考数值计算结果辅助船体型线设计,其具有重要的工程应用价值。