一种快速传递对准方法的误差模型研究 被引量：14

1

作者 戴邵武 李娟 +2 位作者 戴洪德 周绍磊 陈明 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期942-946,共5页

传递对准是机载、舰载武器惯导系统初始对准的首选方案,初始对准的速度和精度直接影响着武器系统的快速反应能力和精确打击能力,提高初始对准的速度和精度一直是该领域研究的主要目标,美国学者Kain首次提出了先进的"速度+姿态"... 传递对准是机载、舰载武器惯导系统初始对准的首选方案,初始对准的速度和精度直接影响着武器系统的快速反应能力和精确打击能力,提高初始对准的速度和精度一直是该领域研究的主要目标,美国学者Kain首次提出了先进的"速度+姿态"匹配快速传递对准方法,能在10s内达到1mrad的对准精度,很快得到了广泛的关注。利用四元数这一有力的数学工具,从惯性导航系统工作原理出发,重新诠释证明了该先进的快速传递对准误差模型,最后通过仿真对该方法进行了分析,为该模型的深入理解和工程应用提供了有价值的理论参考。 展开更多

关键词 快速传递对准 速度匹配 姿态匹配 卡尔曼滤波

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传递对准中测量延迟的补偿方法 被引量：21

2

作者 扈光锋 王艳东 范跃祖 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第1期10-14,20,共6页

采用“速度+姿态”匹配方式,提出了一种解决传递对准中主惯导数据测量延迟现象的方法。该方法将主惯导数据测量延迟时间扩展为卡尔曼滤波器的一个状态变量,并同时考虑了测量延迟时间对速度和姿态测量量的影响。在主惯导数据存在测量延... 采用“速度+姿态”匹配方式,提出了一种解决传递对准中主惯导数据测量延迟现象的方法。该方法将主惯导数据测量延迟时间扩展为卡尔曼滤波器的一个状态变量,并同时考虑了测量延迟时间对速度和姿态测量量的影响。在主惯导数据存在测量延迟的情况下,推导了速度、姿态测量方程,最后对提出的方法进行了仿真。仿真结果表明,该方法可以加快滤波器的收敛速度,提高传递对准的对准精度。 展开更多

关键词 导数 延迟时间 收敛速度 推导 状态变量 数据测量 方程 对准精度 匹配方式 滤波器

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考虑载体弹性变形的两种传递对准方法的对比研究 被引量：8

3

作者 胡健 周百令 程向红 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第4期14-17,共4页

传递对准时,载体的弹性变形会对装在载体上的子惯导系统的对准精度产生影响,因此需要对弹性变形进行建模,估计出弹性变形角并加以补偿来提高对准精度。文中分别采用“速度+角速率”匹配的对准方法和“速度+姿态角”匹配的对准方法进行... 传递对准时,载体的弹性变形会对装在载体上的子惯导系统的对准精度产生影响,因此需要对弹性变形进行建模,估计出弹性变形角并加以补偿来提高对准精度。文中分别采用“速度+角速率”匹配的对准方法和“速度+姿态角”匹配的对准方法进行卡尔曼滤波仿真,对安装误差角和弹性变形角进行了估计,并对估计结果进行了比较,分析了它们的对准精度和适用性。 展开更多

关键词 传递对准 弹性变形 卡尔曼滤波 “速度+角速率”匹配 “速度+姿态角” 匹配

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大陀螺零偏条件下的快速传递对准算法 被引量：8

4

作者 孔星炜 郭美凤 +2 位作者 董景新 李冬梅 薛建平 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2008年第5期509-512,517,共5页

针对某些某些微机械陀螺零偏重复性差的特点,提出了滤波反馈修正和陀螺零偏粗对准预处理两种方法,使"速度+姿态"快速传递对准算法在大陀螺零偏条件下能够不损失估计精度。在简要介绍"速度+姿态"快速传递对准算法数... 针对某些某些微机械陀螺零偏重复性差的特点,提出了滤波反馈修正和陀螺零偏粗对准预处理两种方法,使"速度+姿态"快速传递对准算法在大陀螺零偏条件下能够不损失估计精度。在简要介绍"速度+姿态"快速传递对准算法数学模型的基础上,探讨了大陀螺零偏导致的惯导系统非线性误差。为减小上述非线性误差的影响,提出用每一步滤波估计值修正子惯导状态的反馈修正方法,和在进行卡尔曼滤波前直接测量比较主、子惯导陀螺输出的陀螺零偏粗对准预处理方法。仿真结果表明,采用上述两种方法,快速传递对准算法可在陀螺零偏过大的情况下保持算法的有效性和估计精度。 展开更多

关键词 传递对准 “速度+姿态”匹配 微机械陀螺 零偏

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传递对准中一种新的姿态匹配算法 被引量：7

5

作者 陈凯 鲁浩 闫杰 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期691-694,共4页

根据Kain J E和Cloutier J R定义的量测失准角,设计了一种新的姿态匹配量测方程。通过与传统传递对准方程比较,推导出了这种姿态匹配量测方程。由推导出的量测方程,指出平台失准角、量测失准角和实际失准角三者之间的关系。该量测方程... 根据Kain J E和Cloutier J R定义的量测失准角,设计了一种新的姿态匹配量测方程。通过与传统传递对准方程比较,推导出了这种姿态匹配量测方程。由推导出的量测方程,指出平台失准角、量测失准角和实际失准角三者之间的关系。该量测方程使传递对准姿态量测方程形式简单,计算量减少。最后,采用"速度+姿态"匹配方法进行仿真,仿真结果表明:该方法与其它姿态角量测方法比较,在降低计算量的同时,仍然具有相同的估计精度。 展开更多

关键词 传递对准 姿态匹配量测方程 姿态匹配 速度匹配

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舰载平台式惯导系统的传递对准 被引量：9

6

作者 王东升 艾光彬 +2 位作者 吕善民 张玉龙 赵爱武 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期24-27,共4页

舰载子惯导系统在海上应急启动时需要利用主惯导的信息进行传递对准,以达到快速、高精度启动的目的。同时必须对惯性器件的某些误差进行标定和补偿,以满足舰载惯导系统需要长时间高精度导航的要求。文中对平台式惯导系统采用速度加姿态... 舰载子惯导系统在海上应急启动时需要利用主惯导的信息进行传递对准,以达到快速、高精度启动的目的。同时必须对惯性器件的某些误差进行标定和补偿,以满足舰载惯导系统需要长时间高精度导航的要求。文中对平台式惯导系统采用速度加姿态匹配传递对准方法进行了研究,建立了基于Kalman滤波器的传递对准滤波方程,并在实际系统中对所设计的方案进行了静态和跑车试验,验证了方案的正确性和工程应用的可行性。 展开更多

关键词 平台式惯导系统 传递对准 速度加姿态匹配 KALMAN滤波

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基于“姿态矩阵”量测的机载导弹传递对准技术 被引量：11

7

作者 王金林 陈明 郭创 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2005年第4期55-58,共4页

“速度+姿态”量测匹配方案是目前比较理想的机载导弹传递对准技术。采用“姿态”量测时存在矩阵计算量大等缺点,在具体工程应用时更会受到计算机速度的限制,尤其是需要快速进行卡尔曼滤波计算时。引入了一种与“姿态”量测具有相同特... “速度+姿态”量测匹配方案是目前比较理想的机载导弹传递对准技术。采用“姿态”量测时存在矩阵计算量大等缺点,在具体工程应用时更会受到计算机速度的限制,尤其是需要快速进行卡尔曼滤波计算时。引入了一种与“姿态”量测具有相同特点的“姿态矩阵”量测方案,设计了快速对准卡尔曼滤波器,并进行了仿真分析。结果表明是一种具有工程意义的实用快速传递对准技术。 展开更多

关键词 “速度+姿态” 传递对准 “姿态矩阵” 卡尔曼滤波器

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一种稳健的自适应传递对准算法 被引量：10

8

作者 徐林 李世玲 屈新芬 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2324-2328,共5页

传递对准算法的性能受量测噪声影响较大但其统计特性通常难以精确给定。为实现对传递对准中量测噪声的稳健自适应调整,提出了一种改进的自适应传递对准算法。在传统的Sage-Husa自适应卡尔曼滤波算法基础上,通过减少自适应调整的参数个... 传递对准算法的性能受量测噪声影响较大但其统计特性通常难以精确给定。为实现对传递对准中量测噪声的稳健自适应调整,提出了一种改进的自适应传递对准算法。在传统的Sage-Husa自适应卡尔曼滤波算法基础上,通过减少自适应调整的参数个数、采用渐进无偏估计代替无偏估计、分段调整加权系数三重处理,有效地提高了算法的稳健性,同时算法的计算量也有所降低。结合一种经典的速度加姿态匹配传递对准模型,对改进的自适应算法进行了仿真测试。仿真结果表明,当量测噪声协方差阵取值与真实噪声水平偏离时,该改进算法能够对量测噪声的统计特性进行有效的自适应调整,从而使传递对准在精度和稳健性两个方面的综合性能得以改善。 展开更多

关键词 传递对准 自适应卡尔曼滤波 捷联惯导系统 速度加姿态匹配 稳健性

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H_∞次优滤波在速度姿态匹配传递对准中的应用 被引量：7

9

作者 宋丽君 秦永元 严恭敏 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期49-52,共4页

针对速度+姿态匹配传递对准中量测中的不确定性干扰,采用H∞滤波方法进行速度+姿态匹配传递对准。并与卡尔曼滤波进行了比较,仿真结果表明,当系统噪声和量测噪声为白噪声时,卡尔曼滤波器和H∞滤波器均有效,而且卡尔曼滤波器优于H∞滤波... 针对速度+姿态匹配传递对准中量测中的不确定性干扰,采用H∞滤波方法进行速度+姿态匹配传递对准。并与卡尔曼滤波进行了比较,仿真结果表明,当系统噪声和量测噪声为白噪声时,卡尔曼滤波器和H∞滤波器均有效,而且卡尔曼滤波器优于H∞滤波器。但是,当系统噪声与量测噪声为有色噪声并且存在建模误差时,卡尔曼滤波收敛速度明显低于H∞滤波的收敛速度。H∞滤波更符合工程应用的实际情况,因而H∞滤波是一种非常有效的估计方法。 展开更多

关键词 传递对准 速度+姿态匹配 H∞滤波 卡尔曼滤波器

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弹载捷联惯导系统的在线标定方法 被引量：8

10

作者 周本川 程向红 陆源 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2011年第1期1-4,共4页

针对弹载捷联惯导系统的在线标定问题,提出基于H∞滤波技术的"速度+姿态"匹配方法对陀螺仪和加速度计的误差进行在线标定。分析了主子惯导系统的时间不同步因素对H∞滤波估计的影响,并提出了一种新的时间延迟补偿方法。某型... 针对弹载捷联惯导系统的在线标定问题,提出基于H∞滤波技术的"速度+姿态"匹配方法对陀螺仪和加速度计的误差进行在线标定。分析了主子惯导系统的时间不同步因素对H∞滤波估计的影响,并提出了一种新的时间延迟补偿方法。某型捷联惯导系统机载数据的半物理仿真试验结果表明,经在线标定补偿后弹载惯导系统的纯惯性导航定位误差降低了82.6%,从而有效实现了弹载捷联惯导系统的在线标定。 展开更多

关键词 捷联惯导 在线标定 “速度+姿态”匹配 H∞ 滤波 时间延迟

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一种更精确的带有杆臂补偿的速度加姿态匹配传递对准模型 被引量：3

11

作者 郭子伟 缪玲娟 沈军 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2357-2364,共8页

针对捷联惯导系统的传递对准问题,提出了一种更精确的带有杆臂补偿和速度差乘积项的速度加姿态匹配的传递对准模型。对准模型中增加杆臂补偿项提高了系统的稳态精度;增加速度差乘积项改善了系统的动态响应,加快了滤波器收敛速度。采用&q... 针对捷联惯导系统的传递对准问题,提出了一种更精确的带有杆臂补偿和速度差乘积项的速度加姿态匹配的传递对准模型。对准模型中增加杆臂补偿项提高了系统的稳态精度;增加速度差乘积项改善了系统的动态响应,加快了滤波器收敛速度。采用"摇摆机动"的飞行轨迹,对传递对准滤波器进行了仿真;仿真结果证明了传递对准模型的有效性。 展开更多

关键词 传递对准 KALMAN滤波 速度匹配 姿态匹配 杆臂补偿

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基于自适应联邦滤波的传递对准算法 被引量：8

12

作者 张涛 徐晓苏 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第5期512-516,共5页

为了提高传递对准的对准速度和对准精度,研究了基于自适应联邦滤波的"速度+姿态角"传递对准的算法,在状态变量中加入了安装误差角和挠曲变形角,在算法中进行了估计并补偿。为了保证滤波的实时性,采用联邦滤波的方法,分别建立... 为了提高传递对准的对准速度和对准精度,研究了基于自适应联邦滤波的"速度+姿态角"传递对准的算法,在状态变量中加入了安装误差角和挠曲变形角,在算法中进行了估计并补偿。为了保证滤波的实时性,采用联邦滤波的方法,分别建立了速度匹配子滤波器、姿态角匹配子滤波器和主滤波器的模型,给出了状态方程和量测方程。在子滤波器中利用模糊控制器对噪声特性进行了自适应调整以解决系统噪声和量测噪声是未知情况下滤波发散或者精度不高的缺点从而增强系统的鲁棒性。最后在载体匀速直线加三轴摇摆的运动模型下进行了仿真,结果表明该方法能够有效地估计安装误差角和部分挠曲变形角,并且能够以一定精度完成初始对准。 展开更多

关键词 传递对准 信息融合 模糊自适应 联合卡尔曼 “速度+姿态角”匹配

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提高多普勒计程仪性能的矩阵算法 被引量：3

13

作者 向大威 邹洪 景永刚 《声学技术》 CSCD 北大核心 2007年第4期545-550,共6页

文中介绍了一种精确的矩阵算法,从而使多普勒计程仪的性能有很大程度的提高。借助于高精度频率测量、载体姿态的实时输入、最小二乘方估计以及矩阵算法,从而使载体速度矢量3个分量的测量精度优于0.1%。借助于高精度时延测量、最小二乘... 文中介绍了一种精确的矩阵算法,从而使多普勒计程仪的性能有很大程度的提高。借助于高精度频率测量、载体姿态的实时输入、最小二乘方估计以及矩阵算法,从而使载体速度矢量3个分量的测量精度优于0.1%。借助于高精度时延测量、最小二乘方估计以及矩阵算法,使载体下方的局部海底参数得以建立,从而使载体高度的测量精度有望优于1%,并且能获得助航海底姿态。 展开更多

关键词 多普勒计程仪 矩阵算法 速度矢量 载体高度 助航海底姿态

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机载精确制导武器快速传递对准 被引量：4

14

作者 曲法义 魏纪林 +1 位作者 崔乃刚 郝淑梅 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期7-11,共5页

针对"速度+姿态"匹配方案运算量大、鲁棒性差和"角速度+加速度"匹配方案存在的杆臂效应难以补偿的问题,提出了"速度+姿态矩阵"快速传递对准匹配方案,给出了对准模型.仿真结果表明,在载机做简单角机动的... 针对"速度+姿态"匹配方案运算量大、鲁棒性差和"角速度+加速度"匹配方案存在的杆臂效应难以补偿的问题,提出了"速度+姿态矩阵"快速传递对准匹配方案,给出了对准模型.仿真结果表明,在载机做简单角机动的情况下该方案即可完成对准过程并取得较高精度,为机载武器提供了一种具有实用价值的传递对准方案.在机载主惯导和精确制导武器的子惯导系统都采用捷联惯导的大趋势下,捷联系统特有的数学平台特点将促使"速度+姿态矩阵"匹配模式具有更为广阔的应用空间. 展开更多

关键词 机载武器 精确制导 传递对准 “速度+姿态矩阵”

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精确制导火箭弹传递对准研究 被引量：2

15

作者 秦永元 刘洋 游金川 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2012年第11期20-23,28,共5页

以常规火箭弹制导化改造过程中弹载捷联惯导的初始对准为背景,研究了利用发射车车载高精度定位定向系统作为主惯导,对火箭弹捷联惯导进行传递对准的速度加姿态匹配方案,介绍了在三轴转台上进行实验验证的方法、过程和结果。实验结果表明... 以常规火箭弹制导化改造过程中弹载捷联惯导的初始对准为背景,研究了利用发射车车载高精度定位定向系统作为主惯导,对火箭弹捷联惯导进行传递对准的速度加姿态匹配方案,介绍了在三轴转台上进行实验验证的方法、过程和结果。实验结果表明,该方案对准精度高、对准时间短、对准机动要求简单,可以有效完成制导火箭弹捷联惯导的初始对准。 展开更多

关键词 制导多管火箭武器系统 传递对准 速度加姿态匹配

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舰船捷联惯导传递对准的改进自适应滤波算法 被引量：7

16

作者 程建华 王通达 +1 位作者 宋春雨 于东伟 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期638-643,共6页

针对舰船捷联惯导传递对准性能受系统动态模型和噪声统计特性影响的问题,提出了一种基于改进自适应滤波的"速度+姿态"传递对准算法。针对噪声矩阵半正定性问题而导致的滤波发散,对自适应滤波噪声矩阵的迭代算式进行了改进,并... 针对舰船捷联惯导传递对准性能受系统动态模型和噪声统计特性影响的问题,提出了一种基于改进自适应滤波的"速度+姿态"传递对准算法。针对噪声矩阵半正定性问题而导致的滤波发散,对自适应滤波噪声矩阵的迭代算式进行了改进,并基于协方差匹配技术给出了滤波发散的抑制策略。考虑到舰船航行中的载体变形影响动态模型的问题,在状态量中加入了安装误差角和挠曲变形角,并在算法中进行了补偿。仿真结果表明,改进算法可以在100s之内有效地估计出姿态失准角和安装误差角,完成舰船捷联惯导的快速传递对准。 展开更多

关键词 舰船捷联惯导 传递对准 “速度+姿态”匹配 Sage-Husa自适应滤波 挠曲变形

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三种传递对准延时误差补偿方法的比较研究 被引量：3

17

作者 徐林 李世玲 屈新芬 《兵工自动化》 2011年第2期22-25,共4页

以一种典型的速度加姿态匹配传递对准模型为例,系统地分析和介绍3种延时误差补偿方法:外推―滤波法、滤波―更新法和建模补偿法。为验证和比较这3种方法的补偿效果,采用S行飞行轨迹进行计算机仿真。仿真结果表明,在该种飞行条件下,3种... 以一种典型的速度加姿态匹配传递对准模型为例,系统地分析和介绍3种延时误差补偿方法:外推―滤波法、滤波―更新法和建模补偿法。为验证和比较这3种方法的补偿效果,采用S行飞行轨迹进行计算机仿真。仿真结果表明,在该种飞行条件下,3种方法都能够有效地减小传递对准延时误差,其中滤波―更新法对延时误差的补偿最为彻底。 展开更多

关键词 惯导系统 传递对准 延时补偿方法 速度加姿态匹配

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航天器相对运动姿轨耦合特性研究 被引量：6

18

作者 朱战霞 马家瑨 樊瑞山 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期887-891,共5页

近距离复杂操作过程中航天器相对运动姿轨之间存在耦合,准确分析耦合特性是精准控制系统设计的前提。利用基于对偶四元数得到的航天器相对运动一体化模型,采用参数分析法研究了姿轨耦合特性。首先分析了模型中的耦合项,明确了耦合产生... 近距离复杂操作过程中航天器相对运动姿轨之间存在耦合,准确分析耦合特性是精准控制系统设计的前提。利用基于对偶四元数得到的航天器相对运动一体化模型,采用参数分析法研究了姿轨耦合特性。首先分析了模型中的耦合项,明确了耦合产生的物理成因,确定了关键耦合参数;之后逐次改变各个参数,联合一体化动力学模型进行求解,获得耦合对航天器相对运动的定量影响。结果表明,推力偏心所产生的附加力矩和重力梯度力矩是产生相对姿轨耦合的主要成因,绝对姿态运动比相对姿态运动对相对轨道的影响更加明显,形成的姿轨耦合特性更为复杂。研究结果可为相对姿轨协同控制系统设计提供参考。 展开更多

关键词 相对运动 姿轨耦合 对偶四元数 参数分析法 耦合性分析

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物理约束下的反演自适应姿态控制 被引量：6

19

作者 殷春武 侯明善 +1 位作者 褚渊博 余英 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期281-286,共6页

针对存在参数摄动、外部干扰和物理约束的航天器姿态控制问题,设计了一种鲁棒姿态控制器。基于反演控制策略,先对外环系统设计了有界虚拟角速度。接着,对显式存在控制饱和约束的姿态动力学系统进行变换,分离出存在摄动和干扰的不确定项... 针对存在参数摄动、外部干扰和物理约束的航天器姿态控制问题,设计了一种鲁棒姿态控制器。基于反演控制策略,先对外环系统设计了有界虚拟角速度。接着,对显式存在控制饱和约束的姿态动力学系统进行变换,分离出存在摄动和干扰的不确定项,并采用自适应更新律估计复合不确定项;再基于障碍Lyapunov函数设计姿态控制器,将实际角速度与虚拟角速度的跟踪误差,限制在预设有界范围内,最终在实现全局渐近稳定的同时,满足了角速度有界的约束。最后数值仿真验证了姿态控制器的强鲁棒性,低耗能性和航天器的高飞行品质特性。 展开更多

关键词 姿态控制 反演控制 鲁棒控制 控制饱和 角速度

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捷联惯导快速传递对准可观测性分析与机动方案设计 被引量：6

20

作者 蔡静 王晓飞 +2 位作者 赵春明 王君 李涛 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期431-437,共7页

基于“速度+姿态”的快速传递对准对实际失准角的估计精度和速度与载体机动密不可分,尤其在大失准角条件下非线性系统观测性分析和可观测度定义仍没有统一方法。首先,在基于量测失准角快速传递对准线性模型的基础上,通过构造可观测性矩... 基于“速度+姿态”的快速传递对准对实际失准角的估计精度和速度与载体机动密不可分,尤其在大失准角条件下非线性系统观测性分析和可观测度定义仍没有统一方法。首先,在基于量测失准角快速传递对准线性模型的基础上,通过构造可观测性矩阵,分析得出状态量可观测的充分条件;然后,通过构建大失准角条件下快速传递对准非线性数学模型,从全局可观测性的角度出发,系统地推衍非线性系统可观测性与载体机动之间的关系,为载体机动方案的选取提供理论基础;最后,通过仿真实验验证理论分析的正确性。仿真结果表明:在摇摆机动条件下,无论是小失准角还是大失准角,主、子惯导载体的实际失准角在10 s内均可达到约3’的精度。 展开更多

关键词 惯性导航 传递对准 “速度+姿态”匹配 可观测性分析

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