一种考虑g敏感性的MIMU系统级标定方法研究

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作者 严恭敏 蒲兴超 +1 位作者 张亚崇 温泽敬 《弹箭与制导学报》 北大核心 2024年第5期90-95,103,共7页

针对微机械惯性测量单元(micro-electro-mechanical-system inertial measurement unit,MIMU)中存在陀螺漂移的g敏感性以及因漂移误差大而无法进行自主方位对准问题,建立了MIMU系统级标定Kalman滤波状态空间模型,考虑g敏感性误差状态的... 针对微机械惯性测量单元(micro-electro-mechanical-system inertial measurement unit,MIMU)中存在陀螺漂移的g敏感性以及因漂移误差大而无法进行自主方位对准问题,建立了MIMU系统级标定Kalman滤波状态空间模型,考虑g敏感性误差状态的影响,在量测方程中加入方位失准角变化率以增强g敏感性的状态估计可观性;直接采用外输入粗略初始方位角进行导航解算,降低地球自转角速度的影响,提高陀螺漂移估计精度。设计了一套完整的系统级标定转位编排方案,陀螺标定和加速度计标定相互依赖,共同协作完成MIMU系统级标定,能够有效分离出所有30个标定参数,利用某型号弹载MIMU进行了实物标定试验验证,分别用标定前后数据进行导航解算,对比导航结算结果发现标定后的3个方向的导航速度都降低了,加速度计的刻度因数和零偏标定精度更高。特别在MIMU存在多轴大角度转动情况下,近10 min内达到优于30 m/s的导航速度精度,验证了系统级标定具有较高的精度。 展开更多

关键词 捷联惯组 系统级标定 g敏感性 转位方案编排

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机载地形匹配系统技术研究 被引量：2

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作者 张亚崇 岳亚洲 +2 位作者 王涛 贺凯 王琳 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2012年第5期9-13,共5页

针对飞行方式灵活、高度表测量误差大、惯导初始积累误差大等机载应用环境的特点,文中提出了一种适合于机载应用的地形匹配系统结构,并详细分析了该系统结构下的工作流程、匹配算法、匹配区选取原则等地形匹配系统实现过程中的关键技术... 针对飞行方式灵活、高度表测量误差大、惯导初始积累误差大等机载应用环境的特点,文中提出了一种适合于机载应用的地形匹配系统结构,并详细分析了该系统结构下的工作流程、匹配算法、匹配区选取原则等地形匹配系统实现过程中的关键技术,实验结果证明了研究方案的合理性和可行性。 展开更多

关键词 地形辅助导航 地形匹配 TERCOM 适用性 性能评估

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多传感器容错综合导航系统技术及其应用研究 被引量：3

3

作者 张亚崇 陆志东 雷宏杰 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第4期51-54,共4页

文中结合经典的故障检测、隔离方法和联邦卡尔曼滤波,提出了以惯性导航系统为基准的多传感器容错综合导航系统设计方案,并在信息融合策略中采用了"故障诊断周期"方法对系统故障和野值进行了不同处理,以提高系统滤波的精度和... 文中结合经典的故障检测、隔离方法和联邦卡尔曼滤波,提出了以惯性导航系统为基准的多传感器容错综合导航系统设计方案,并在信息融合策略中采用了"故障诊断周期"方法对系统故障和野值进行了不同处理,以提高系统滤波的精度和数据的连续性。以SINS/GPS/Doppler组合导航系统为例,结合载体的使用要求以及各导航子系统的使用范围和误差特性进行了设计方案的可行性分析。研究结果表明,所设计的方案既能有效地实现系统故障检测、隔离和系统重构,而且整个导航计算过程保持了良好的算法连续性、稳定性和系统精度。 展开更多

关键词 容错综合导航系统 故障检测和隔离 信息融合

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一种捷联惯导系统姿态测量新算法的应用研究 被引量：6

4

作者 张亚崇 郭圣权 《火力与指挥控制》 CSCD 2000年第1期77-80,共4页

为改进捷联惯导系统姿态矩阵的解算、实时计算等问题 ,本文引入四元数三阶泰勒展开递推式作为捷联惯导系统的姿态更新算法 ,着重解决了使用三阶泰勒展开递推式进行姿态计算的方法 ,并对某陆地捷联惯导系统的量测数据 ,用 C语言进行了相... 为改进捷联惯导系统姿态矩阵的解算、实时计算等问题 ,本文引入四元数三阶泰勒展开递推式作为捷联惯导系统的姿态更新算法 ,着重解决了使用三阶泰勒展开递推式进行姿态计算的方法 ,并对某陆地捷联惯导系统的量测数据 ,用 C语言进行了相应的仿真。 展开更多

关键词 捷联惯导系统 仿真 姿态测量 算法

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实时分布式容错综合导航仿真系统技术研究 被引量：2

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作者 张亚崇 陆志东 雷宏杰 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第6期25-28,共4页

介绍了所设计的一个实时分布式综合导航仿真系统,包括系统方案设计准则、系统结构以及系统设计与实现中的关键技术。研究结果表明,该设计方案较好地满足了实时分布式综合导航仿真系统的研制需求。

关键词 综合导航 实时 分布式仿真系统 数据融合

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基于RT-LAB的组合导航仿真平台设计 被引量：1

6

作者 张亚崇 岳亚洲 +1 位作者 刘玉双 赵剡 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1503-1508,共6页

设计了一种基于RT-LAB的SINS/GPS/CNS(Strapdown Inertial Navigation System/Global Positioning System/Celestial Navigation System)组合导航系统仿真平台方案,建立具有故障检测、隔离和系统重构能力的基于联邦卡尔曼滤波器的姿态... 设计了一种基于RT-LAB的SINS/GPS/CNS(Strapdown Inertial Navigation System/Global Positioning System/Celestial Navigation System)组合导航系统仿真平台方案,建立具有故障检测、隔离和系统重构能力的基于联邦卡尔曼滤波器的姿态、位置、速度组合导航系统方案和结构.将SINS与GPS的位置之差和速度之差作为SINS/GPS子滤波器的观测量,通过CNS给出的载体惯性姿态信息获得SINS的姿态误差角测量信息.仿真结果表明,该系统方案具有较强的容错性能、较高的导航精度和很强的实时性能,为组合导航技术的研究提供了有益的参考. 展开更多

关键词 惯导系统 组合导航系统 联邦滤波 信息融合

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火炮射向测量系统的软件开发 被引量：1

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作者 张亚崇 郭圣权 《华北工学院学报》 2000年第1期26-29,共4页

目的　研究火炮射击时身管相对于初始定位的变化量 .方法　依据火炮射向测量系统的结构组成 ,建立起系统的数学模型 ,并讨论了从分配软件任务到软件固化的全过程 .结果　在实验室条件下和靶场试验条件下证明软件运行可靠 ,满足总体对射... 目的　研究火炮射击时身管相对于初始定位的变化量 .方法　依据火炮射向测量系统的结构组成 ,建立起系统的数学模型 ,并讨论了从分配软件任务到软件固化的全过程 .结果　在实验室条件下和靶场试验条件下证明软件运行可靠 ,满足总体对射向测量系统的精度要求 .结论　说明该软件所选方案切实可行 . 展开更多

关键词 捷联惯导系统 射向 测量 陀螺仪 火炮 软件开发

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对Sage-Husa算法的改进 被引量：35

8

作者 魏伟 秦永元 +1 位作者 张晓冬 张亚崇 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期678-686,共9页

在衍生于卡尔曼滤波的INS/GPS组合导航自适应算法中,Sage-Husa算法是针对不确定的系统噪声协方差阵Q阵和量测噪声协方差阵R阵的经典算法。文中推导了自适应Q阵和R阵,在自适应Q阵中补充了Sage-Husa算法遗失的一些量。为了尽可能多保留信... 在衍生于卡尔曼滤波的INS/GPS组合导航自适应算法中,Sage-Husa算法是针对不确定的系统噪声协方差阵Q阵和量测噪声协方差阵R阵的经典算法。文中推导了自适应Q阵和R阵,在自适应Q阵中补充了Sage-Husa算法遗失的一些量。为了尽可能多保留信息,构造新方法使得Q阵非负定和R阵正定,取消了易导致估计偏差的均值估计,修改了Sage-Husa算法中使初始噪声方差的作用很快趋于零的设计思想,可控制固定噪声方差的比例。在3种数据扰动环境下,利用动态仿真计算分析和比较了相关算法发现,同时对Q阵和R阵做自适应估计的算法,其抵抗数据扰动的效果要优于固定Q阵只对R阵做自适应估计、或固定R阵只对Q阵做自适应估计的算法,这个结论不同于一些文献的观点。新改进的Sage-Husa算法对自适应Q阵和R阵可分别调节,有较好的适应性和稳定性。 展开更多

关键词 卡尔曼滤波 Sage-Husa算法 自适应 数据扰动环境

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基于分布式IMU的相对姿态估计方法 被引量：5

9

作者 刘镇波 李四海 +1 位作者 王珏 张亚崇 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2014年第5期21-25,共5页

机载关键位置间相对姿态获取受机体挠曲影响显著。提出一种基于分布式惯性测量单元(IMU)的相对姿态估计方法。首先给出了IMU间相对姿态矩阵微分方程,计算节点间相对姿态,然后对局部区域挠曲形状拟合。利用相对姿态计算值和拟合值构造量... 机载关键位置间相对姿态获取受机体挠曲影响显著。提出一种基于分布式惯性测量单元(IMU)的相对姿态估计方法。首先给出了IMU间相对姿态矩阵微分方程,计算节点间相对姿态,然后对局部区域挠曲形状拟合。利用相对姿态计算值和拟合值构造量测量,结合相对姿态误差方程,通过Kalman滤波器估计相对姿态误差。仿真结果表明,各节点用1°/h陀螺时,相对姿态估计精度优于8'。该方法可为机载关键位置相对姿态精确获取提供技术参考,尤其当系统无高精度惯导且变形统计特性未知时。 展开更多

关键词 相对姿态 陀螺 分布式 惯性测量单元 卡尔曼滤波 变形

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一种新的板状构件无损检测方法 被引量：5

10

作者 杨民 路宏年 张亚崇 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期245-248,共4页

对于板、壳构件的无损检测 ,提出了一种新的数字层析方法 .采用射线相对于构件长宽表面倾斜入射、构件绕旋转轴回转的扫描方式 ,以采集的二维数字投影序列 ,通过相应的预处理和重建算法 ,重构出该扫描区域的断层图像 .计算机模拟和实验... 对于板、壳构件的无损检测 ,提出了一种新的数字层析方法 .采用射线相对于构件长宽表面倾斜入射、构件绕旋转轴回转的扫描方式 ,以采集的二维数字投影序列 ,通过相应的预处理和重建算法 ,重构出该扫描区域的断层图像 .计算机模拟和实验结果表明 ,该方法能较好地解决此类结构的层析检测 ,与传统的二维CT相比 ,它不受被检测板壳长、宽尺寸的限制 ,可通过一次扫描获得投射数据 ,并完成对扫描区域的数字层析 .但是 ,由于该重建方法属于不完全数据重建 ,所以存在着相邻层之间的图像“混叠”现象 。 展开更多

关键词 板状构件 无损检测 X射线检测 图像重建 工业计算机层析成像 数字层析检测

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H_∞滤波在惯导/GPS组合导航应用的比较分析 被引量：4

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作者 魏伟 秦永元 +1 位作者 张晓冬 张亚崇 《西安工业大学学报》 CAS 2012年第11期874-885,共12页

为分析H∞滤波算法在惯性导航系统INS/GPS组合导航应用中对动态环境的自适应能力,选用卡尔曼滤波算法和Sage-Husa算法作为对照,并改进了Sage-Husa算法,构造了较为全面的惯导系统误差模型、扰动数据情形和飞行轨迹,比较分析了三种算法的... 为分析H∞滤波算法在惯性导航系统INS/GPS组合导航应用中对动态环境的自适应能力,选用卡尔曼滤波算法和Sage-Husa算法作为对照,并改进了Sage-Husa算法,构造了较为全面的惯导系统误差模型、扰动数据情形和飞行轨迹,比较分析了三种算法的自适应能力.仿真结果表明:在这种验证环境中,H∞滤波算法可调参数受到的约束较多,与改进的Sage-Husa算法相比,卡尔曼增益和估计协方误差与量测值变化的相关性较弱,导致自适应能力较弱.在这类模拟动态环境中H∞滤波算法的自适应能力要低于改进的Sage-Husa算法.方法和结果对于鲁棒的INS/GPS组合导航算法的工程化应用有较高的实用价值. 展开更多

关键词 H∞滤波 卡尔曼滤波 Sage—Husa算法 模拟动态环境

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基于分布式IMU的相控阵雷达运动补偿研究 被引量：3

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作者 陈璞 吴旭华 +3 位作者 李振威 冯鑫涛 张亚崇 程咏梅 《弹箭与制导学报》 北大核心 2022年第1期101-105,113,共6页

针对相控阵雷达阵面挠曲变形导致天线增益损失增加的问题,提出一种基于分布式惯性测量单元(IMU)的阵元相位误差补偿方法。将多个IMU安装在雷达阵面上,首先进行主、子节点间的相对导航解算及通过多节点信息融合实时重建阵面结构;其次利... 针对相控阵雷达阵面挠曲变形导致天线增益损失增加的问题,提出一种基于分布式惯性测量单元(IMU)的阵元相位误差补偿方法。将多个IMU安装在雷达阵面上,首先进行主、子节点间的相对导航解算及通过多节点信息融合实时重建阵面结构;其次利用阵面结构模型计算出每个阵元相位中心的挠曲位移,并对其进行相应的相位误差补偿;最后通过天线增益损失和雷达方向图函数验证所提算法的有效性。仿真结果表明:经过多节点信息融合后,雷达阵面最大挠曲的相对位置解算均方根误差为4.45 mm,对相控阵雷达运动进行实时补偿后,天线增益损失在0.2 dB以下,经过补偿后波束指向精度明显提高。 展开更多

关键词 相控阵 增益损失 相位误差 挠曲变形 多节点信息融合

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乐观同步时间分析及运行支撑平台接口性能参数的测试 被引量：1

13

作者 严海蓉 张亚崇 +1 位作者 孙国基 钟联炯 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期745-749,共5页

剖析了乐观同步算法和高层体系结构(HLA)实现机制,分析了对仿真时间影响的主要因素———运行支撑平台(RTI)接口性能参数,得到了它对总仿真时间的影响效力。在分析的过程中发现了事件处理方式、存储和恢复算法的选择依然是控制仿真时间... 剖析了乐观同步算法和高层体系结构(HLA)实现机制,分析了对仿真时间影响的主要因素———运行支撑平台(RTI)接口性能参数,得到了它对总仿真时间的影响效力。在分析的过程中发现了事件处理方式、存储和恢复算法的选择依然是控制仿真时间长短的关键点。总之,在乐观算法实现时,采用RTI会加长仿真时间,其中接口性能是造成仿真时间增长的主要因素。最后,通过仿真,测出了KD-RTI接口性能参数的统计均值。 展开更多

关键词 计算机应用 高层体系结构(HLA) 分布式仿真 乐观同步 时间管理 RTI接口性能

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辨析机载地形匹配系统的关键应用技术特征

14

作者 贾新强 高关根 张亚崇 《弹箭与制导学报》 北大核心 2022年第6期85-93,共9页

机载地形匹配系统作为一种重要的现代航空导航手段,在其实际运行过程中需对机载高度传感器、惯导、数字地形高程数据以及匹配算法进行综合处理,以获得高精度、可靠的定位结果。文中讨论了机载地形匹配系统的组成及主要功能,分析了地形... 机载地形匹配系统作为一种重要的现代航空导航手段,在其实际运行过程中需对机载高度传感器、惯导、数字地形高程数据以及匹配算法进行综合处理,以获得高精度、可靠的定位结果。文中讨论了机载地形匹配系统的组成及主要功能,分析了地形特征传感设备、数字地形高程数据库、主导航设备及地形匹配算法的典型应用方式,提出了以捕获模式的可靠性、跟踪模式的精度等作为系统性能的关键评估指标,并通过实际飞行数据对所设计的数字地形匹配系统进行了性能测试。测试结果表明,在实现过程中模式控制逻辑工作稳定,没有出现虚假定位现象,捕获模式和跟踪模式的精度均优于50 m。 展开更多

关键词 地形辅助导航 地形匹配 电子对抗环境 隐蔽性 性能评估

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基于容错惯性网络的相对导航方法 被引量：4

15

作者 李振威 程咏梅 +2 位作者 张亚崇 冯鑫涛 陈可正 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期171-178,共8页

为了满足对外部环境精确探测、侦查的要求,先进的多载荷通用飞机通常搭载多种载荷设备。针对机翼挠曲变形、载荷设备子IMU精度低且易发生随机故障的情况,提出一种基于容错惯性网络的相对导航方法。首先,建立挠曲变形下多节点IMU之间动... 为了满足对外部环境精确探测、侦查的要求,先进的多载荷通用飞机通常搭载多种载荷设备。针对机翼挠曲变形、载荷设备子IMU精度低且易发生随机故障的情况,提出一种基于容错惯性网络的相对导航方法。首先,建立挠曲变形下多节点IMU之间动态转换模型以构成冗余测量信息,进行基于广义似然比检测的最小二乘融合,提高测量数据的可靠性和精度。其次,利用惯性网络间的局部运动信息进行相对导航解算,并建立误差估计与补偿模型。仿真结果表明,所提方法在惯性传感器发生随机故障的情况下,可有效完成主、子节点间的高精度相对运动估计,三个方向的相对位置估计误差分别为0.0646 mm、0.0634 mm和0.7377 mm。 展开更多

关键词 机翼挠曲 相对导航 广义似然比检测 惯性网络

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一种改进的机载武器传递对准中杆臂效应动态补偿方法 被引量：3

16

作者 谷雨 司帆 +1 位作者 赵剡 张亚崇 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期41-44,48,共5页

针对机载武器传递对准中杆臂效应动态补偿这一技术难题,提出了一种改进的杆臂效应动态补偿方法。通过建立机翼的挠曲模型,得到挠曲变形作用下的标称动态杆臂矢量;结合动态杆臂,详细分析了杆臂效应的动态补偿机理;采用"速度+姿态&qu... 针对机载武器传递对准中杆臂效应动态补偿这一技术难题,提出了一种改进的杆臂效应动态补偿方法。通过建立机翼的挠曲模型,得到挠曲变形作用下的标称动态杆臂矢量;结合动态杆臂,详细分析了杆臂效应的动态补偿机理;采用"速度+姿态"匹配传递对准模型对所提方法进行了分析与验证。仿真结果表明,所提方法能够有效解决杆臂效应的动态补偿问题。 展开更多

关键词 机载武器 传递对准 挠曲变形 杆臂效应 速度+姿态匹配

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大气辅助惯导空中对准研究 被引量：1

17

作者 黎杰 陆志东 +1 位作者 陈璞 张亚崇 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2011年第4期1-4,共4页

INS/GPS在进行空中对准时通常需要机体作机动以此来增强姿态误差角的可观性,由于GPS信号在机动条件下误差较大且与惯导信息的同步性不好,对准效果很差。针对以上问题,文中提出了利用大气数据系统输出的真空速辅助惯性基准系统进行三组... INS/GPS在进行空中对准时通常需要机体作机动以此来增强姿态误差角的可观性,由于GPS信号在机动条件下误差较大且与惯导信息的同步性不好,对准效果很差。针对以上问题,文中提出了利用大气数据系统输出的真空速辅助惯性基准系统进行三组合空中对准的方法,与传统的对准方法相比,飞机无需机动飞行,只需要匀速直线运动便可以完成空中对准,大大提高对准精度并且缩短对准时间。通过仿真,验证了以上方法的有效性。 展开更多

关键词 大气数据惯性基准系统 大气数据 真空速 空中对准

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基于相对惯性导航的机载导弹二次传递对准 被引量：4

18

作者 司帆 谷雨 +1 位作者 赵剡 张亚崇 《航空兵器》 2017年第6期41-48,共8页

为了克服机翼挠曲变形的影响,本文在传统传递对准方法的基础上,提出一种机载导弹的二次传递对准方法。核心思想由两个步骤组成:第一步,根据加速度计和陀螺仪的输出,利用相对惯性导航算法,实时解算弹载子惯导相对于机身主惯导的导航参数... 为了克服机翼挠曲变形的影响,本文在传统传递对准方法的基础上,提出一种机载导弹的二次传递对准方法。核心思想由两个步骤组成:第一步,根据加速度计和陀螺仪的输出,利用相对惯性导航算法,实时解算弹载子惯导相对于机身主惯导的导航参数;第二步,以相对位置误差为量测值,在卡尔曼滤波器中估计相对导航误差,并将估计结果反馈至相对导航解算过程中。导弹的对准结果可以通过联立主惯导姿态与主、子惯导的相对姿态来获得。仿真结果表明,该方法在机翼发生挠曲变形的条件下,可以得到子惯导的高精度实时姿态信息。 展开更多

关键词 机载导弹 惯性导航 传递对准 二次对准 相对导航 挠曲变形

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机载SAR天线相位中心实时姿态获取方法及精度评估 被引量：1

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作者 杨文博 张亚崇 +1 位作者 吴亚丽 齐锦锦 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2021年第11期89-93,共5页

采用“位置+速度”传递对准方法,对机体结构变形、基准信息延迟两大因素影响天线相位中心(APC)处惯性测量单元(IMU)实时姿态精度的问题进行了仿真研究。明确了主、子惯导坐标系之间的转换关系;获得了这两类因素对于传递对准后APC处子惯... 采用“位置+速度”传递对准方法,对机体结构变形、基准信息延迟两大因素影响天线相位中心(APC)处惯性测量单元(IMU)实时姿态精度的问题进行了仿真研究。明确了主、子惯导坐标系之间的转换关系;获得了这两类因素对于传递对准后APC处子惯导实时姿态信息的影响规律。仿真表明:该匹配算法不适用于机体动态挠曲变形幅值剧烈、变形频率高的情况;此外,基准信息延迟会严重影响“位置+速度”传递对准估计时间和精度性能。因此,在上述两类因素影响严重时,有必要采取结构变形补偿、延迟补救等措施。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 结构变形 信息延迟 传递对准 惯性测量单元 天线相位中心

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一种实用的景象匹配导航仿真验证系统

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作者 王涛 岳亚洲 张亚崇 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2012年第3期14-16,共3页

在景象匹配导航技术研究中针对实时图难以获取的问题,文中提出一种实用的景象匹配导航仿真验证系统方案,该系统可以模拟主要误差源的影响,生成的实时图与真实的飞行数据相比具有非常高的相似性。该仿真系统不仅可以为景象匹配导航技术... 在景象匹配导航技术研究中针对实时图难以获取的问题,文中提出一种实用的景象匹配导航仿真验证系统方案,该系统可以模拟主要误差源的影响,生成的实时图与真实的飞行数据相比具有非常高的相似性。该仿真系统不仅可以为景象匹配导航技术的研发提供大量可靠的试验数据,并且为系统方案的设计与验证提供实验条件,具有重要的使用价值。 展开更多

关键词 景象匹配 导航系统 仿真验证系统

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