水下航行器组合导航蔽障控制器的设计与实现

为了提高水下航行器的蔽障性能,进行组合导航蔽障控制器优化设计。针对水下航行器导航中容易出现横滚误差的问题,提出一种基于横滚小扰动误差补偿的组合导航蔽障控制算法,构建水下航行器组合导航蔽障控制对象模型,进行控制约束参量分析,设计组合导航蔽障的运动方程和控制目标函数,采用小扰动误差补偿方法进行横滚误差抑制,提高控制精度,在纵向运动的弹道模型下实现控制器的优化设计。仿真结果表明,采用该控制方法进行水下航行器组合导航蔽障控制的误差较小,收敛性和鲁棒性较好,性能优越。     

外速度补偿的阻尼惯导系统

舰船采用内水平阻尼工作状态导航时,因受到舰船机动的影响,系统会产生较大的动态误差,影响系统的导航精度。为提高系统的导航性能,在研究舰船机动对惯导系统影响的基础上,提出引入外速度补偿阻尼惯导系统的方法,以减小系统的动态误差。经仿真结果表明,该方法能有效克服舰船机动的影响,提高惯导系统的精度。     

基于USQUE的四元数容积卡尔曼滤波算法在组合导航中的应用

组合导航是导航领域中一个重要的研究领域和应用方向。传统的基于惯导误差模型的组合导航模式,因模型在建立过程存在各种近似计算,这必然使得建立的模型中引入诸多近似误差和模型误差,因此,其信息融合的估计精度下降。论文基于USQUE计算流程,提出一种四元数容积卡尔曼滤波算法,并将该算法应用于SINS/GPS位置松组合导航问题当中,仿真结果验证该算法的有效性并且具有较高的估计精度。     

MIMU/GPS/磁罗盘组合导航系统算法研究

在自行研制的微小型MIMU/GPS/磁罗盘组合导航系统上,深入研究了组合导航算法。该组合导航系统用FPGA芯片为主控制器,以TI公司高性能DSP芯片TMS320C6713作为导航解算协处理器。它采用了圆锥误差补偿和划船误差补偿的现代捷联导航算法和18阶状态变量的扩展Kalman滤波算法进行了组合导航参数计算。经室外车载试验表明,该组合导航系统的水平姿态误差小于0.2°,航向角误差小于0.3°,定位精度小于5m。     

一种基于合作目标的机动雷达误差配准技术

针对机动平台传感器非协同误差配准技术实施难度大和配准效果差的问题,对基于合作目标的协同误差配准技术进行了研究。首先根据传感器对合作目标的地球直角坐标系量测方程,建立了系统误差的估计模型,然后根据建立的系统误差估计模型,利用传感器获得的量测和目标通过数据链上报的导航信息,采用最大似然估计技术,对系统误差进行估计。仿真结果表明：该系统误差估计模型可得到系统误差的有效估计,并对目标的导航误差具有强鲁棒性,因此该算法具有一定的工程应用前景。     

大型船舶在机动停泊中使用GPS多值分辨率的组合演算方法

本文主要论述和介绍大型船舶机动停泊中使用单频率GPS/GLONASS卫星导航接收机时利用多值分辨率的组合演算方法提供信息使机动停泊安全可靠的方法和原理。     

大型船舶在机动停泊中使用GPS多值分辨率的组合演算方法

本文主要论述和介绍了在大型船舶机动停泊中使用单频率全球卫星导航接收机时，利用多值分辨率的组合演算方法提供信息从而使机动停泊安全可靠。     

水下偏振光导航技术

基于对海洋下行光场辐射率分布及其经海水散射所产生的水下光场偏振特性的分析,提出了1种利用水下散射光场光振动方向进行导航的方法.该方法通过测量水下运载器相对海面的深度、首向与左舷方向水下光场光振动方向和海水的光学属性来实现.与地球重力匹配导航和地磁匹配导航相比,由于不依赖高精度、高空间分辨率的地球物理场数据,因而易于实现...     

精密导航设备航行试验精度的计算机辅助测量

本文提出了对惯性导航系统、平台罗经系统等精神导航设备航行试验精度测量的计算机辅助方法。该方法利用计算机对叠标图象和导航设备计算机发送的中行信息进行组合处理，从而能够实时动态地测量出精度导航设备的航行误差。该方法与以前的人工测量法相比，有着精度高、实时性和自动化程度高等优点。     

推算船位／罗兰C（GPS）组合导航系统的研究及其海上试验

该文研究了推算船位／罗兰Ｃ（ＧＰＳ）组合导航系统的组合模式和推广的非线性卡尔曼滤波算法在该组合模式中的应用，详细推导了舰船运动的七状态数学模型及其机械编排。该文还给出了该组合系统在南海进行试验时的舰船轨迹及定位误差曲线，并进行了比较分析。结果表明：组合系统克服了推位系统的积累误差，抑制了罗兰Ｃ（ＧＰＳ）的随机定位误差，有效地改善了导航定位精度，滤波方案正确，算法稳定。该组合系统已成功地装备于多种型号的舰船上。     

MEMS／GPS组合在船舶导航上的应用

本文介绍了船舶导航控制系统中的重要组成部分．一种基于MEMS器件的微机械惯测组合,分析了它的优缺点、工作原理、系统组成、技术指标以及误差补偿,并对其在GPS组合导航技术上的应用做了探讨及展望。     

罗兰C和卫星导航的组合应用

论述了目前罗兰C和卫星导航组合应用的几种方式,对罗兰C和卫星导航伪距组合定位以及罗兰C和卫星导航定位数据融合的原理和方法进行了论证,通过罗兰C和卫星导航的组合应用,可以克服单一导航系统的弱点,提高组合导航的性能,拓展了罗兰C的应用领域,延长了罗兰C的使用周期。     

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。     

惯性系统仿真试验平台中的综合校准技术

分析惯性导航系统综合校准误差模型,设计了位置精度和航向精度的综合校准方案,为下一步通过参数设置,完成系统重调生成导航基准信息,从而模拟惯导解算生成惯导信息及信息比对提供初始条件。     

简化UKF算法在SINS／GPS组合导航中的应用

针对SINS／GPS组合导航系统的特点,建立了系统的非线性误差模型。根据系统状态方程为非线性而观测方程为线性的特点,将一种简化的UKF方法（Rao-Blackwellisation Additive Unscented Kalman Filter,RBAUKF）用于SINS／GPS组合导航系统中,RBAUKF采用较少的采样点数目和简化的更新算法,降低了计算复杂度。最后,在机动条件下,进行了SINS／GPS组合导航实验仿真。仿真结果表明,RBAUKF相比EKF具有更高的滤波精度,更适合在SINS／GPS组合导航系统中应用。     

基于新型卡尔曼滤波器的组合导航系统

对SINS/DGPS/Magnetometer全组合导航系统进行分析,建立了相应的误差模型和系统观测模型,并提出了一种新的扩展卡尔曼滤波方法对其进行处理,仿真结果表明,该设计改善了系统性能,提高了导航定位的精度、可靠性。     

基于组合算法的水下地形辅助导航性能分析

针对目前水下地形辅助导航性能在单一算法下受多因素影响而无法得到最佳发挥的问题,采用双线性插值法制备了相应分辨率的水下数字地图,采用地形轮廓相关匹配(TERCOM)算法和基于直接概率准则的质点滤波(PMF)算法组成的组合匹配算法,较为全面地仿真分析了潜航器航速、测深误差、航向误差、航速误差、初始位置偏差和水下地形特征等诸多因素对导航性能的影响规律,对组合算法在复杂条件下的应用性能进行了剖析。仿真结果表明,在复杂条件下组合算法具有较强的稳定性和抗误差性,通过合理地选择应用参数,可有效降低匹配误差,提高导航性能,研究成果可为匹配算法在水下导航工程实践中的应用提供参考。     

卡尔曼滤波在GPS/SINS船舶组合导航中的应用

本文在深入研究卡尔曼滤波原理及算法的基础上,结合海洋环境实际探索卡尔曼滤波在GPS/SINS船舶组合导航中的应用方法并进行组合导航系统的设计和仿真。为了降低旧数据在误差积累中的权重,本文对记忆数据进行了衰减处理,从而提高整个算法的自适应性能。仿真结果表明,集中式融合和顺序融合误差曲线均存在一定的波动,但绝对误差峰值较小,两者均方误差均为7.563 2。经扩展卡尔曼滤波后的GPS/SINS组合导航系统误差较小,均方误差峰值仅为6.532左右,而单独SINS导航误差约9.532,单独GPS导航误差约10.023。     

组合导航仪产生误差的原因与对策

组合导航将被越来越多的船舶所采用，本文主要阐述组合导航产生定位误差、航行偏差，以及各种导航误差的原因，应采取的对策，以及使用时应注意的事项。     

基于泊松方程的磁罗盘磁域自差修正

电子磁罗盘是现代车辆导航中重要设备,但至今尚未应用到船舶导航上。针对船载磁航向测量中存在的各种误差,分析了船载情况磁罗盘系统误差的形成原因和机理,在此基础上系统地研究了船载特殊情况中数字磁罗盘误差校正问题,并且具体给出基于泊松方程的磁域的误差修正方法,实验结果表明,该方法简单有效地实现磁航向误差校正,且补偿精度高、成本低。