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惯性导航系统的误差估计

惯性导航系统(INS)以其自主的工作能力广泛应用于军事武备的导航、制导与控制系统和国民经济的诸多领域。它的主要缺点是定位误差随其工作时间的增长而增大。对惯导系统的误差进行估计和补偿是在保证性能价格比的前提下,提高惯性导航系统精度的有效途径。目前,对惯导系统的误差修正均采用外信息  (本文共5页) 阅读全文>>

东南大学
东南大学

机载高精度光纤捷联惯导误差建模及组合滤波技术研究

随着光纤技术的不断发展,以光纤捷联惯性系统为代表的光学导航设备由于具有自主性高、实时性好等优点,在现代海陆空天等军民用领域得到广泛运用。针对机载应用平台,由于构成捷联惯性导航系统的主要测量部件-惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)易受载体运动形态、外界环境中不确定因素等影响,因此有必要在现有技术和工艺基础上,进一步提高机载捷联惯性导航系统在复杂工作条件下的环境适应性、测量和组合系统状态估计精度。本文主要基于光纤陀螺的基本工作原理,利用建模方法分析陀螺输出信号随温度变化、动态应力改变的响应特性,并综合考虑复杂环境下光纤陀螺动态误差的精确辨识问题,最后根据系统不同运动状态对应不同的模型,提出一种基于交互多模型的滤波估计方法。本论文的主要工作与创新点如下:1)由于光纤的弹光效应,使得在实际工程应用中,因工作环境温度等外界因素变化会引起光纤环的应力产生变化,通过实验发现,温度变化会在陀螺输出信号中引...  (本文共147页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

舰船捷联惯性系统初始对准技术研究

目前,捷联惯导系统越来越多的应用于舰船导航中。本文针对舰船应用的特点,对舰船捷联惯导系统在各种复杂情况下的初始对准技术以及双系统并行计算技术展开了研究。论文主要工作有:首先,详细的分析了基于反馈控制的罗经法对准以及基于最优估计的卡尔曼滤波法对准的原理及稳态误差,通过对捷联惯导罗经法对准和卡尔曼滤波法对准稳态误差比较研究。指出罗经法对准的一部分稳态误差,随着系统参数设置的变化而变化,文中称之为罗经法对准的参数效应误差。采用频域分析法对罗经法对准系统进行误差分析,推导各误差源与失准角的频域误差模型。结合船用捷联惯导系统的特点,分析了摇摆、升沉横荡,及陀螺低频振荡误差对罗经法对准的影响。提出了抑制陀螺低频振荡误差的参数设计方法。光纤陀螺静态实验验证了该设计方案的有效性。针对单轴旋转调制捷联惯导系统,分析了旋转基座器件的误差输入对失准角的影响形式,在此基础上分别从参数设计和转速设计的角度,设计了适合单轴旋转调制捷联系统的罗经法对准系统,...  (本文共175页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

深海环境惯性导航系统误差补偿方法的研究

本论文研究了深海环境下惯性导航系统的导航算法和误差补偿方法。针对深海运载器连续导航时间长、缺少GPS组合导航手段等特点,研究了水下运载器捷联惯性导航技术及其数学平台的建立;并结合零速修正技术和惯导/多普勒组合导航原理,提出了一种水下惯性导航系统误差补偿方法。首先,论文介绍了适用于深海远程水下运载器的小型低功耗惯性导航系统的硬件构成。研究并建立了深海环境惯性导航数字化模拟系统,包括惯性导航解算子系统、惯性传感元件模拟器以及深海水下运载器潜航模拟器等,为研究惯性导航系统误差模型及补偿方法提供了数学模拟系统平台。其次,对深海环境捷联惯性导航系统的误差进行了研究。分析了捷联惯性导航系统误差源,研究了陀螺、加速度计的误差传播规律,推导了误差状态模型,并搭建了惯性导航系统误差模拟平台。设计了二次曲线拟合反馈式的零速修正误差补偿算法,验证结果表明,能够有效提高导航精度。基于惯导/多普勒组合导航原理,提出并设计了一种估计/回溯误差补偿方法,具有...  (本文共86页) 本文目录 | 阅读全文>>

厦门大学
厦门大学

基于地图信息的陀螺仪偏差估计方法研究

伴随着移动互联网的井喷式发展,基于位置的服务在质量以及数量上都呈现爆发性增长,因此对于定位的需求也在不断扩大。目前最为主流的定位方式是卫星定位,对于室内或者一些极端环境就显得无能为力。捷联式惯性导航定位系统作为卫星定位的补充被提出,它通过佩戴在行人身上的惯性传感器采集数据,即可获得行人的位置信息。捷联式惯性导航最为重要的两个问题是:航向估计和步长估计,对于步长估计目前广泛使用的方法是通过零速检测算法检测到脚着地时刻,并且使用卡尔曼滤波器对位置,速度进行更新。然而,在航向校正上一直没有很好的解决办法,可以说航向漂移问题是限制捷联式惯性导航定位精度进一步提升的关键问题。针对陀螺仪误差漂移随着时间不断累积这一问题,本文设计了一种基于地图信息的陀螺仪误差估计方法。通过分析室内地图中对于航向有着较强约束性的区域,从中提取出可用于陀螺仪误差估计以及航向修正的观测量信息,分别通过卡尔曼滤波器以及四元数方法建立模型用以估计陀螺仪的误差。通过卡尔...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

惯性行人导航系统的算法研究

常见的导航系统,在导航卫星或地面信标失效的环境中存在导航盲目。惯性导航系统作为一种自主式的导航系统,具有良好的隐蔽性、稳定性和抗干扰性,可以全天时、全天候、全地域地工作,近年来成为行人导航领域的一大研究热点。然而,纯惯性导航具有导航误差不断积累的特点,需设计行之有效的误差校正方法来提高系统的长期导航精度。本文基于小尺寸、低成本的微惯性传感器,结合足部运动的周期特性,开展了将零速修正辅助的惯性导航技术应用于行人导航的相关算法研究。主要研究内容如下:1、研究了静基座情况下捷联惯导系统的初始对准技术。初始对准是惯性导航系统的关键技术之一,其主要目的是确定系统的初始条件。本文基于欧拉平台误差角的概念描述了理论导航坐标系到计算导航坐标系之间的失准角,推导了捷联惯导系统在不同失准角情况下的系统误差模型,为文中误差校正算法的研究奠定了理论基础。2、研究了基于动态阈值和聚类分析的步态检测方法。现有的步态检测方法由于没有充分合理地考虑测量值波动对...  (本文共152页) 本文目录 | 阅读全文>>