舰艇惯性导航技术现状及发展趋势

讲述了国内外海军舰艇用惯性导航技术的现状,分析并预测了发展趋势。简述了舰艇用惯性导航技术的技术特点和使用需求特点,从惯性敏感器技术和系统技术两个方面对惯性导航系统产品进行了分类。通过阐述技术特点与不同使用需求之间的对应关系,探寻技术发展方向;并以国内外舰艇惯性导航技术发展的历程进行佐证。     

基于惯性导航/地磁的水下潜器组合导航定位方法

针对水下潜器长时间水下航行的隐蔽性且定位精度不高的问题,提出了一种基于惯性导航/地磁的组合导航系统。建立了惯性导航/地磁组合导航系统模型,并且利用卡尔曼滤波算法对系统进行滤波。最后通过仿真实验表明,该组合导航系统能够有效弥补单惯性导航系统精度发散的不足,提高了导航精度,实现了水下潜器的精确导航。     

水下航行器极区内对准以及格网导航技术

为克服水下航行器在极区航行时地理经线收敛导致的航向角定义失效、定位计算失效等问题,设计了格网惯性导航算法编排方案,以直接获得格网航向,并采用ECEF位置坐标代替传统经纬度进行水下航行器定位。对格网惯性导航的误差进行建模,并据此设计了格网惯导系统的"速度匹配"传递对准算法,以满足水下航行器在极区的对准需求。仿真结果表明,在格网惯性导航下,采用高精度惯性器件,15 min内水平姿态角误差小于0.5′,方位姿态角误差小于0.2′,水平速度误差小于0.5 m/s,ECEF坐标系下的位置误差全程小于200 m;应用"速度匹配"传递对准算法,水平失准角在10 s内即可收敛到1.5′以内,同时,加速对方位失准角有激励作用,30 s内方位对准精度在4′以内。     

陀螺温控系统的纯滞后基于神经网络的在线辨识

针对捷联惯性导航系统中的陀螺温控系统存在纯滞后的特性,本文提出了用人工神经网络方法来在线辨识系统中的纯滞后,仿真结果表明了该方法的有效性。     

GPS与惯性导航系统的综合

惯性导航系统是先进的自主式导航系统，航空、火箭、导弹、宇宙航行等方面，在航母、潜艇、巡洋舰、乃至驱逐舰上已都有应用。随着利用卫星导航的全球定位系统（ＧＰＳ）技术的发展，在舰船上采用全球定位系统与惯性导航系统综合的技术将进一步提高惯性导航系统和全球定位系统的性能。对舰船设计工作者来说，甚为重要的是不应该使全球定位系统和惯性导航系统分别孤立运行，而必须将两者合理地综合。美国海军新型的全球定位系统接收机     

INS与GPS系统的组合应用

本论述和介绍了INS与GPS组合系统的工作原理及相关问题，该系统为解决民用GPS或GLONASS全球卫星导航系统存在的问题提供了另一个有效的途径。由于传统的惯性导航系统设备是分离式的，且精度又较低，加上高价位的惯性导航系统的传感器是阻碍它被广泛应用于与GPS进行组合导航的主要原因，但近年来出现的低价位、高精度的传感器，使得惯性导航系统集合化、小型化成为现实，这也就使得惯性导航系统与全球卫星导航系统的组合导航系统成为可能。     

船舶惯性导航技术应用与展望

以惯性导航技术的发展历程为基础,结合相关文献资料,简述了各类惯性导航器件的工作原理,综合阐述了国内外船舶惯性导航技术的发展水平和应用概况,并对国内外发展应用情况进行了比较分析,对未来船舶惯性导航技术及其系统技术的发展进行了展望,对船舶惯性导航技术的发展方向提出了看法。     

船舶极区格网惯性导航中航行路径校正方法

船舶一旦进入极地地区,惯性导航系统就会失去效用,易导致航行路径偏离既定的航线。为此,设计一种极区格网惯性导航中航行路径校正方法。该方法分为两部分,第一部分通过格网北建立格网坐标系,第二部分以格网坐标系作为基准,建立惯性导航误差方程,并通过四元数法进行求解,得到船舶航行路径偏移误差值,以此驱使船舶回归既定航行路径。实验结果表明,应用该方法后,校正后的路径与原始既定航行路径之间的拟合优度接近于1,证明该方法有效。     

基于灰色多层次综合评价模型的捷联惯性导航系统评估方法

针对捷联惯性导航系统层次结构复杂、影响因素较多、单一指标难以全面准确评估其综合性能的问题,提出了基于灰色多层次综合评价模型的捷联惯性导航系统评估方法。首先从舰船使用角度出发,构建了捷联惯性导航系统的评价指标体系,然后根据捷联惯性导航系统的结构特点,将灰色多层次综合评估模型应用于捷联惯性导航系统的评估中,最后仿真试验证明了方法的有效性。     

惯性导航系统INS与GPS系统的组合应用

由于传统的惯性导航系统设备是分离式的，且精度又较低，加上高价位的惯性系统的传感器是阻碍它被广泛应用于与GPS进行组合导航的主要原因。但近年来出现的低价位、高精度的传感器，使得惯性导航系统集合化、小型化成为现实。这也就使得惯性导航系统与全球卫星导航系统的组合导航系统成为可能，从而为解决民用GPS或GLONASS全球卫星导航系统存在的问题提供了另一个有效的途径。本文论述和介绍了该组合系统的工作原理及相关问题。     

全铝制高速艇惯性导航系统海上试验方法研究

惯性导航系统以其精度高、自主、隐蔽性强等特点得到越来越多地应用。海上试验在整个惯性导航系统设计、研制、交付使用过程中扮演重要的角色。通过探讨全铝制高速艇惯性导航系统海上试验方法,并经实践证明了方法的可行性,为惯性导航系统在高速艇上的安装、试验积累了经验。     

船用捷联惯性导航系统研究

概述了捷联惯性导航技术的数学模型、基本原理以及与传统平台式惯性导航系统比较的优势,介绍了美国等发达国家船用捷联惯导系统的装备概况,展望了捷联惯性导航系统在我国海军的应用前景。     

惯性/重力匹配组合导航系统的滤波技术研究

文章设计了惯性／重力匹配组合导航系统的卡尔曼滤波器。研究及仿真试验表明，此滤波器是可行的。滤波后可使惯性／重力匹配组合系统相对于无辅助的惯性导航系统，在定位精度、速度精度上等均有很大的提高，对于常值漂移有一定的估计能力。也就是说采用惯性／重力匹配组合导航技术可以实现对惯性导航系统误差的控制，实现高精度导航。     

超平面滤波算法在卫星姿态确定中的应用

基于状态估计法的陀螺仪／星敏感器组合卫星姿态测量系统，采用传统卡尔曼滤波算法进行状态估计。但由于卡尔曼滤波算法存在较大误差，因此提出采用超平面调整卡尔曼滤波器的方法提高估计精度。通过仿真证明，该方案既能抑制滤波发散，又能提高卫星姿态确定系统估计精度。     

重力场和地磁场综合匹配在导航中的运用

以重力等值线图辅助惯性导航匹配为主要的匹配方法,同时用地磁等值线图来修正重力辅助惯性导航中的误差,以达到航迹的精确匹配。最后利用重力场数据和地磁场数据进行仿真,实验结果表明该算法相比于使用单一的惯性导航算法,提高了匹配精度。     

基于AHP的光学捷联惯导系统综合评价

文章研究层次分析法（AHP）在光学捷联惯性导航系统综合评价中的应用,从舰船使用角度出发,研究给出光学捷联惯性导航系统的评价指标体系,并在此基础上研究光学捷联惯性导航系统的综合评价方法。文中首先用层次分析法确定光学捷联惯性导航系统指标权重,最终确定方案的综合评价值。为我国舰船系统的方案设计提供评价依据和考核手段,进一步提高我国舰船系统的论证质量和水平,也为其它舰船装备的评估研究提供技术支持。     

光纤陀螺零漂建模及在惯性导航误差方程中的应用

陀螺漂移误差是影响惯性导航系统误差的主要因素,经典的卡尔曼滤波理论应用于惯性导航系统初始对准,可以大大提高其对准精度.但陀螺漂移是无规律的有色噪声序列,需要建立漂移的数学模型将有色噪声序列转换成白噪声序列.介绍了光纤陀螺零漂数据的ARMA建模,并将其转化成状态空间模型应用于惯性导航系统的误差方程.     

卡尔曼滤波器基础

卡尔曼滤波器是一种非常有效的和多用途的程序，用来综合有噪声的敏感器输出，以估算一个有不确定动态的系统的状态。     

船载无人机惯性导航系统中的数据实时融合算法

船载无人机惯性导航系统集成了加速度计、陀螺仪、GPS等惯性组件,是船载无人机定位、导航、着舰控制等过程不可或缺的系统,本文重点对船载无人机惯性导航系统的多传感器数据实时融合算法进行研究,分析惯性导航系统的整体工作原理,分别从系统组件、坐标转换原理、无人机姿态解算、时间和空间位置数据融合等方面进行了详细分析,研究结果对于提高船载无人机导航精度有一定意义。     

船舶惯性导航系统的数据采集研究

船舶惯性导航系统和船舶上的GPS、北斗导航等对保障船舶安全航行、规划最佳航线都具有重要作用。在惯性导航系统中对陀螺仪以及加速度计的信号采集至关重要,本文对惯性导航系统和陀螺仪的原理进行阐述,并以陀螺仪信号采集为例,提出了一种基于PCI总线的陀螺仪信号采集系统,并重点设计了陀螺仪信号采集的放大电路和滤波电路,最后对陀螺仪信号标定进行研究。本文采用的系统设计方案具有普遍适用性,因而可以在各类船舶惯性导航系统中推广,且具有良好的稳定性。