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  • 简介:提出一种用MEMS(微机电系统)惯性元器件(微机械陀螺和加速度计)代替传统的惯性元器件组成惯性辅助导航系统这种新方法,提供给EOANS(光电测距系统)所需要的导航参数,用于进一步的测距计算。由于MEMS系统本身的结构特点,这种新的测距系统体积小、造价低,能够广泛应用于制导等领域。文中最后还给出了仿真试验的数据,结果表明该方法能保证整个测距系统的可行性。

  • 标签: MEMS 微机械陀螺 光电辅助导航测距系统 灰度值 卡尔曼滤波:
  • 简介:由于GPS和无线电信号在水下衰减很快而无法使用,因此以惯性导航为核心,加以其它声学辅助导航设备的组合导航系统正适合水下航行器的使用环境。以捷联惯性系统/超短基线/多普勒测速仪/磁航向仪组合导航系统为研究对象,给出了联邦滤波结构,并利用X^2残差检测法诊断出子系统的故障并进行系统重构从而不影响系统性能,最后对组合系统进行了仿真,成功检测出了超短基线系统定位故障并及时进行了隔离。姿态误差和速度误差在故障发生和消失时刻由于系统重构有轻微跳动,其它时刻均保持较高精度,当故障消失时位置误差又恢复到正常量级(5~10m)。仿真结果表明,所提出的SINS/水下声学辅助设备组合导航系统能够提供水下航行器精确的速度、姿态及位置信息,并能够正确及时检测并隔离故障。

  • 标签: 水下航行器 捷联惯导 超短基线 组合导航 容错导航
  • 简介:本文推导了静电陀螺监控器(ESGM)系统的运动方程和机械编排,并进行了模拟仿真,给出了仿真误差曲线。同时,还建立了以半解析式惯性导航系统误差为状态变量的系统状态方程,采用卡尔曼滤波技术,对ESGM/INS组合系统进行仿真。结果表明,组合系统可以大大延长惯导的重调周期,提高潜水下航行的保密性,ESGM/INS组合使用是保证潜艇长时间水下航行的有效方法。

  • 标签: 静电陀螺监控器 几何式惯性导航系统 组合导航系统 卡尔曼滤
  • 简介:为了提高水下航行器组合导航系统精度和可靠性,针对水下航行器组合导航系统量测噪声统计特性随实际工作环境的不同而变化的特点,提出了基于模糊自适应联邦卡尔曼滤波的水下组合导航算法。通过监测理论残差与实际残差的协方差的一致程度,应用模糊系统不断调整滤波器的增益系数,对子滤波器进行在线自适应调整,从而实现导航状态的最优估计滤波。通过对联邦滤波器信息分配系数模糊自适应调整,减少了滤波计算量,提高了滤波实时性。软件仿真实验结果表明:模糊自适应滤波可以有效地提高水下航行器组合导航系统的精度和可靠性,提高导航滤波实时性,克服传统的滤波算法的缺点与不足。

  • 标签: 水下航行器 组合导航系统 模糊自适应 联邦卡尔曼滤波
  • 简介:地磁导航是导航技术的发展方向,可以弥补惯性导航长期误差积累的缺点。考虑到潜艇转向后其自身磁性变化不能立即满足测量要求的特点,提出了在实际使用地磁匹配定位时,潜艇有必要保持航向的观点。同时提出了直线航行时潜艇的测量位置点除第一个点由惯导位置信息输出外,其余各点均由导航系统给出的航向航速推算而得测量方法。通过推算舰位来获得直线段的测量位置点,在保证了测量的连续性与准确性同时还可以克服测量野值点的问题。该方法对潜艇地磁匹配的实际应用具有一定的参考价值。

  • 标签: ICCP 直线段 地磁匹配 地磁导航
  • 简介:为了解决迭代最近点算法的定位精度和实时性问题,提出了一种基于混沌优化搜索的迭代最近点算法。在该算法中,以参考导航系统测量位置为中心规划真实位置的搜索范围,从参考地形图上提取相应的地形高程数据,与对应经纬度位置一起定义成模式类,将模式识别的过程转化成函数优化问题,然后运用混沌优化算法搜索目标函数最小值进行全局寻优,从而获得匹配最近点。仿真结果表明,在保证寻优性能的情况下,可以减少匹配次数,提高识别速度,满足地形匹配精度和实时性的要求。

  • 标签: 地形匹配 迭代最近点算法 混沌优化 实时性 函数优化
  • 简介:为了消除水平加速度引起的重力测量误差,为重力辅助导航系统提供准确的实时重力信息,在分析水平加速度改正原理的基础上,根据平台坐标系与方位捷联地平坐标系之间的关系,得出了水平加速度改正的计算公式;基于陀螺稳定平台的误差方程,设计了用于估计平台水平误差的自适应卡尔曼滤波器,并提出了采用平台加速度计测量值推算载体水平加速度的方法。平台误差估计及水平加速度改正的仿真结果表明,采用自适应卡尔曼滤波估计平台水平误差,以及用平台加速度计测量值推算载体水平加速度的方法能实现在线水平加速度改正,并能够满足较高的精度要求。

  • 标签: 重力辅助导航 重力测量 平台误差 卡尔曼滤波器 水平加速度改正
  • 简介:为了实现水下潜器长时间高精度导航定位,同时考虑到传统地形辅助导航系统在先验地形图不可得或者是地形变化不明显的海域(地形不可匹配区域),无法用来修正惯性导航位置误差的问题,提出了一种结合地形和环境特征的水下导航定位方法。在先验地形图可得且地形高程变化明显的可匹配区域,采用地形辅助导航系统来修正惯导位置误差,在先验地形图不可得或者是地形高程变化不明显的不可匹配区域,采用基于海洋环境特征的同步定位与构图算法来修正惯导位置误差。仿真结果表明,该方法在地形可匹配区域以及地形不可匹配区域得到的航迹都比纯惯导得到的轨迹更接近于理想航迹,因此可以用来修正惯导位置误差。

  • 标签: 水下航行器 地形辅助导航系统 同步定位与构图 惯性导航系统
  • 简介:综合船桥系统是实施船舶导航和控制的集成系统,它通过相互连接以集中使用来自工作站的传感器信息、命令或控制以提高操作人员管理船舶的安全性和效率。文中分析了综合船桥系统设备配置,研究了综合船桥系统的关键技术,基于综合船桥系统的体系结构和信息流程开发了综合船桥系统,并进行了系统测试与联调。试验结果表明,综合船桥系统具有导航、驾驶、航行监测、避碰和报警等功能,通过系统集成对船舶周围的航行态势进行监控,保证了船舶的航行安全。

  • 标签: 综合船桥系统 体系结构 信息流程 避碰
  • 简介:随着深海技术的不断发展,动力定位系统的在海洋工程上得到广泛应用。动力定位系统通过其控制系统驱动船舶推进器来抵消风、浪、流等作用于船上的环境外力,从而使船舶保持在确定的位置上或沿预期的航迹航行。本文在分析了国际海事组织和国际海洋工程承包商协会对动力定位系统定义及分级要求的基础上,阐述了国外船舶动力定位系统的发展及其应用状况,分析了动力定位系统的组成和工作原理,研究了动力定位系统的各种约束、控制策略、控制技术、推力分配等关键技术,指出动力定位系统精度取决于控制系统和测量系统性能,并提出了发展国产动力定位系统应采用的途径。

  • 标签: 动力定位系统 推力分配 测量系统 控制系统
  • 简介:为解决舰载捷联系统动基座对准中甲板挠曲变形及惯性组件箱(IMU)的安装误差对初始对准精度的影响,建立了捷联惯性系统误差模型、甲板挠曲变形模型、IMU安装误差模型,并利用速度加姿态角匹配方法,建立了量测误差模型.在此基础上利用状态扩展法建立Kalman滤波器,并进行了仿真.仿真结果表明,在舰船有摇摆的情况下,可以有效地估计IMU安装误差角和甲板挠曲变形误差角.

  • 标签: 动基座 捷联惯性系统 初始对准 舰载 捷联系统 安装误差
  • 简介:─—本文推导了空间运输系统中航天飞机轨道飞行段,利用天文-惯性组合姿态参考系统中的星体跟踪器跟踪预选导航星,对航天飞机的姿态,即航天飞机惯性导航系统的三轴姿态偏差进行修正的公式。并提供了一种新型的适合于空间运输系统的CID(ChargeInjectDevice)星体跟踪器原理样机,论述了其工作原理,关键技术及性能参数。

  • 标签: 星体跟踪器 参考系统 空间运输 惯性导航系统 导航星 组合导航系统
  • 简介:本文介绍航海-ⅢG型陀螺罗经用大功率三相正弦波脉宽调制中频静止电源,它由E-PROM构成的可编程正弦波脉宽调制信号发生器、A/D转换器组成的幅度调节器以及场效应管功率放大器等电路组成,输出频率、幅度、相位稳定的纯三相正弦波,具有效率高、负载能力强等优点,该电源还设置了多种故障检测、报警和多重过载保护电路,整机性能稳定,工作可靠。它不仅适用于航海型陀螺罗经的供电,对于其他功率较大的中频供电场合也是适宜的

  • 标签: 陀螺罗经 罗经电源 SPWM 可靠性
  • 简介: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(如GPS的输出信息)校正,即在INS工作的全部时间内,定期地利用GPS输出的速度和位置信息与INS输出的相应信息的差值作为观测量,对INS误差进行估计和补偿.Kalman滤波的方法广泛地应用于惯导系统的误差修正初始对准.本文研究了当地水平惯导系统的的误差估计和补偿问题.分析结果表明,采用Kalman滤波的方法,可以精确地估计惯导系统的误差(包括陀螺漂移和加速度计零偏),误差估计的精度高,并且估计的方差阵收敛快.

  • 标签: INS 误差估计 误差补偿 KALMAN滤波 惯性导航系统
  • 简介:本文讨论如何利用GPS接收机的高精度定位信息来标定和补偿捷联惯性导航系统(SINS,以下用缩写代替)的积累误差。文中叙述了GPS/SINS组合系统的主要特点、组成、设计和实现,同时给出了实验室静态测试数据和跑车试验中的主要结果。

  • 标签: 组合系统 GPS/SINS 高精度定位 跑车试验 定位误差 静态测试
  • 简介:从初始对准误差模型及算法、状态估计方法、可观测度分析和传递对准四个方面,对惯导系统初始对准技术研究现状进行了叙述和分析,探讨了惯导系统初始对准技术面临的亟待解决的问题和未来的发展方向,为我国在这一领域开展研究的研究人员提供了一定的参考.

  • 标签: 惯导系统 初始对准 卡尔曼滤波 可观测性分析 传递对准 状态估计方法
  • 简介:在分析IMU整机老化系统的需求的基础上,划分了系统模块,采用计算机并口和ISA接口设计了IMU整机老化系统,其中并口用来实现多IMU同时老化,ISA接口实现IMU输出数据测量,而控制台程序实现IMU通道选择和数据记录.联机运行证明该老化系统工作稳定、可靠.

  • 标签: IMU ISA接口 控制台程序 计算机并口 联机 系统
  • 简介:磁悬浮动量球是一种高功能密度比的微小卫星三轴姿控部件。磁悬浮与驱动原理的选择、磁极拓扑结构的布局以及传感方式的选用,从悬浮-旋转兼容性和空间结构干涉性上制约着磁悬浮动量球的可实现性。提出了一种新型的悬浮-旋转解耦、结构简单紧凑的磁化悬浮-感应驱动型动量球系统,以单轴实现为例详细论述了系统组成与工作原理,对子模块的设计、硬件实现与建模开展了研究。针对开环不稳定悬浮系统,提出一种基于构造法的控制参数设计方法,并给出了系统的三轴拓展方式。仿真和实验结果表明,该系统可以实现悬浮与旋转功能,悬浮球体在有旋转和无旋转时的位移稳定度分别约为1.6μm和4.7μm,球形转子的转速可达720r/min。

  • 标签: 磁悬浮 动量球 三轴姿控 磁化悬浮 感应驱动
  • 简介:—本文所述的是由四个单自由度永磁马达液浮陀螺构成的惯性导航系统。它采用方位H调制监控技术及平台游转技术,使常值漂移对系统的影响均变成有界,而随机漂移的影响也受到了适当的抑制。通过分析与仿真证明该系统在长重调周期状况下,精度较高

  • 标签: 游转 惯性导航系统 监控
  • 简介:──本文从矿山测量角度分析了用于矿山井下测量的惯性测量系统的实现要求,其中,定位精度要求在10公里范围内惯性测量系统的相对定位误差(均方根)应达到0.4m~0.8m;对捷联式惯性测量系统的仿真结果表明,陀螺仪常值和随机漂移率为0.01°/h时,选择合适的ZUPT时间,目前的惯性测量系统能够满足井下测量精度要求。

  • 标签: 惯性测量系统 测量精度要求 随机漂移率 定位精度要求 井下测量 捷联式