嵌入式GPS/MIMU/磁罗盘组合导航系统 被引量：23

1

作者 蔡体菁 刘莹 +2 位作者 宋军 刘勇 祝燕华 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2695-2699,共5页

研制出基于FPGA和DSP的嵌入式GPS/MIMU/磁罗盘组合导航系统。该系统硬件由石英微机械陀螺仪、石英挠性加速度计、GPS接收机、数字磁罗盘和基于FPGA和DSP的高速导航计算机模块等组成。在该系统软件方面,采用圆锥误差补偿与划船误差补偿... 研制出基于FPGA和DSP的嵌入式GPS/MIMU/磁罗盘组合导航系统。该系统硬件由石英微机械陀螺仪、石英挠性加速度计、GPS接收机、数字磁罗盘和基于FPGA和DSP的高速导航计算机模块等组成。在该系统软件方面,采用圆锥误差补偿与划船误差补偿的现代捷联导航算法和含传感器噪声模型的18维扩展Kalman滤波器,并利用惯性传感器和MIMU导航信息对GPS和磁罗盘信号进行质量控制。经车载试验结果表明,该组合导航系统水平姿态误差小于0.2°,航向角误差小于0.3°,定位精度小于3m。 展开更多

关键词 gps 微惯性测量单元 磁罗盘 组合导航系统

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MIMU/GPS组合导航系统数据同步与融合方法研究 被引量：18

2

作者 马云峰 周百令 +1 位作者 万振刚 赵立业 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2004年第3期28-31,共4页

给出了以DSP为核心的MIMU/GPS组合导航系统中数据同步与融合的方法,简要介绍了仿真、调试过程中DSP程序的实现方法。采用GPS接收机输出的1PPS脉冲,结合CPLD产生的时序,实现MIMU和GPS数据的同步采集。由于系统噪声难于准确统计,因此采用... 给出了以DSP为核心的MIMU/GPS组合导航系统中数据同步与融合的方法,简要介绍了仿真、调试过程中DSP程序的实现方法。采用GPS接收机输出的1PPS脉冲,结合CPLD产生的时序,实现MIMU和GPS数据的同步采集。由于系统噪声难于准确统计,因此采用模糊自适应卡尔曼滤波组合算法进行数据融合。 展开更多

关键词 组合导航系统 微型惯性测量单元 卫星定位系统 模糊白适应卡尔曼滤波 同步采集

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MIMU/GPS组合导航系统小型化设计 被引量：12

3

作者 包超 郭美凤 +1 位作者 周斌 刘刚 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第1期116-119,共4页

为满足小型无人机、手持制导设备及无人探测车等对低成本轻重量导航系统需求,应用MEMS惯性测量单元和GPS接收机模块,完成MIMU/GPS组合导航系统小型化设计。组合导航计算模块基于DSP+FPGA+FLASH设计完成,实现多传感器通信、串并行数据转... 为满足小型无人机、手持制导设备及无人探测车等对低成本轻重量导航系统需求,应用MEMS惯性测量单元和GPS接收机模块,完成MIMU/GPS组合导航系统小型化设计。组合导航计算模块基于DSP+FPGA+FLASH设计完成,实现多传感器通信、串并行数据转换及与上位机人机交互等功能。将计算模块、电源模块、MIMU及GPS接收机集成到嵌入式MIMU/GPS组合导航系统中,完成的系统直径80 mm,高度80 mm,质量不超过600 g。对集成后系统进行定点动姿态实验,结果表明:该组合导航系统定点位置测量精度在1 m以内,动姿态测量精度姿态角在0.1°以内,航向角在0.5°以内。 展开更多

关键词 mimu gps组合导航系统 嵌入式系统 小型化

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MIMU/GPS组合导航建模及GPS时间延迟补偿算法研究 被引量：9

4

作者 钱山 李鹏奎 +1 位作者 张士峰 蔡洪 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期1432-1435,共4页

针对MIMU/GPS组合导航误差状态方程建模问题,利用惯导误差系数替代惯导测量误差作为状态向量,推导了新的组合导航误差状态方程。然后针对MIMU/GPS组合导航的数据时间同步问题,提出了一种新的GPS时间延迟补偿算法。该算法将GPS信息真实... 针对MIMU/GPS组合导航误差状态方程建模问题,利用惯导误差系数替代惯导测量误差作为状态向量,推导了新的组合导航误差状态方程。然后针对MIMU/GPS组合导航的数据时间同步问题,提出了一种新的GPS时间延迟补偿算法。该算法将GPS信息真实时间点上的MIMU状态参数与GPS信息进行组合滤波,并结合卡尔曼滤波状态转移矩阵将组合滤波的结果递推到当前时刻,作为MIMU下一步计算的初值,解决了组合导航数据的时间同步问题。仿真计算表明:新的组合导航模型具有较高的计算精度,时间延迟补偿算法有效可行。 展开更多

关键词 mimu/gps组合导航 误差状态方程 数据同步 惯导误差系数 卡尔曼滤波

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基于DSP的MIMU/GPS组合导航系统研究 被引量：11

5

作者 黄丽斌 周百令 单茂华 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第3期12-15,共4页

介绍了一种以DSP为核心的MIMU/GPS组合导航系统设计,它具有体积小、成本低等优点。针对系统噪声难于准确统计的情况,系统采用了一种适用于系统噪声协方差阵未知情况下的自适应卡尔曼滤波算法,用它作为组合算法,并对组合导航系统进行了... 介绍了一种以DSP为核心的MIMU/GPS组合导航系统设计,它具有体积小、成本低等优点。针对系统噪声难于准确统计的情况,系统采用了一种适用于系统噪声协方差阵未知情况下的自适应卡尔曼滤波算法,用它作为组合算法,并对组合导航系统进行了数字仿真。结果表明:该自适应滤波算法可以有效地抑制滤波发散,增强了系统对环境的适应性。 展开更多

关键词 DSP mimu/gps组合导航系统 系统设计 数字信号处理器 自适应卡尔曼滤波 捷联导航计算机 微型惯性测量组合

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MIMU／GPS嵌入式组合导航中GPS信号非相干搜索算法分析 被引量：3

6

作者 唐康华 黄新生 +1 位作者 吴美平 胡小平 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期258-264,共7页

对于GPS信号的搜索捕获采用长积分时间相干搜索算法,会导致频率的搜索范围增加,而采用非相干积分搜索算法将增加平方损失．针对非相干搜索算法中由于多普勒频移估计偏差和码移估计偏差的影响而导致的平方损失,提出了基于微惯性测量单元M... 对于GPS信号的搜索捕获采用长积分时间相干搜索算法,会导致频率的搜索范围增加,而采用非相干积分搜索算法将增加平方损失．针对非相干搜索算法中由于多普勒频移估计偏差和码移估计偏差的影响而导致的平方损失,提出了基于微惯性测量单元MIMU／GPS嵌入式组合导航辅助的时域非相干搜索算法来提高对卫星信号的捕获能力,并对其捕获性进行仿真分析研究．结果表明,采用MIMU辅助的时域非相干搜索算法可以提高对GPS信号的捕获能力． 展开更多

关键词 非相干搜索算法 mimu/gps嵌入式组合导航 mimu辅助

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低成本MIMU/GPS组合导航系统设计与实验 被引量：3

7

作者 周姜滨 袁建平 岳晓奎 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期215-219,共5页

高精度惯性传感器的昂贵价格在一定程度上限制了惯性导航系统(INS)的进一步推广应用,然而低成本微型惯性测量单元(MIMU)的出现,为INS的推广应用了带来了新的契机。文中提出了一种适合于工程应用的低成本MIMU/GPS组合导航系统的结构与方... 高精度惯性传感器的昂贵价格在一定程度上限制了惯性导航系统(INS)的进一步推广应用,然而低成本微型惯性测量单元(MIMU)的出现,为INS的推广应用了带来了新的契机。文中提出了一种适合于工程应用的低成本MIMU/GPS组合导航系统的结构与方案,并给出了组合导航系统位置速度交替组合模式的数学模型。考虑到未知工作环境中各类噪声统计参数的未确定性易使经典的卡尔曼滤波器发散,因此文中采用了闭环自适应卡尔曼滤波器对子系统的数据进行融合处理;设计了低成本的组合导航系统原理样机,并进行了跑车实验。跑车实验及事后数据处理分析结果表明:该系统具有较高的长时间导航精度以及良好的可靠性和鲁棒性。 展开更多

关键词 mimu gps 组合导航 自适应卡尔曼滤波

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基于MIMU/GPS组合导航定位系统的一种新型卡尔曼滤波算法的研究 被引量：3

8

作者 刘辉 席德科 晏登洋 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2007年第4期36-39,共4页

文中提出了基于MIMU/GPS组合导航定位系统的一种新型卡尔曼滤波算法。系统以MEMSIMU为传感器核心,采用位置和速度组合,运用该算法对系统模型误差和量测噪声协方差误差具有良好的自适应性。

关键词 mimu/gps组合导航 卡尔曼滤波 MEMS

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MIMU/GPS组合导航技术研究 被引量：1

9

作者 李鹏奎 钱山 蔡洪 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第15期4797-4800,共4页

介绍了MIMU/GPS组合导航系统的基本工作原理,推导了以惯导误差系数为状态参数的组合导航系统误差状态方程,应用卡尔曼滤波技术实现了MIMU/GPS组合导航计算。仿真试验表明:采用惯导误差系数代替惯导测量误差作为状态参数进行滤波计算的MI... 介绍了MIMU/GPS组合导航系统的基本工作原理,推导了以惯导误差系数为状态参数的组合导航系统误差状态方程,应用卡尔曼滤波技术实现了MIMU/GPS组合导航计算。仿真试验表明:采用惯导误差系数代替惯导测量误差作为状态参数进行滤波计算的MIMU/GPS组合导航方法,在技术上是可行的。 展开更多

关键词 组合导航 mimu gps 惯导误差系数 卡尔曼滤波

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MIMU/GPS组合导航模糊自适应卡尔曼滤波研究 被引量：6

10

作者 张少军 王宏力 蔡宗平 《电光与控制》 北大核心 2008年第8期84-86,96,共4页

针对组合导航初始对准中存在模型误差时常规卡尔曼滤波容易发散的问题,提出了一种模糊自适应卡尔曼滤波算法。该算法采用模糊控制规则,根据新息的方差和均值变化自适应调整量测噪声权值矩阵。此算法运用于MIMU/GPS组合导航初始对准中,... 针对组合导航初始对准中存在模型误差时常规卡尔曼滤波容易发散的问题,提出了一种模糊自适应卡尔曼滤波算法。该算法采用模糊控制规则,根据新息的方差和均值变化自适应调整量测噪声权值矩阵。此算法运用于MIMU/GPS组合导航初始对准中,获得了较高的导航精度。仿真结果表明,该算法能够有效防止滤波发散,减少模型误差对滤波结果的影响,提高了滤波精度,实现了参数的在线调整。 展开更多

关键词 模糊自适应卡尔曼滤波 组合导航 初始对准 mimu/gps

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基于MIMU/GPS的组合导航设计及实验 被引量：11

11

作者 杨金显 袁赣南 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期285-294,共10页

根据航弹和MEMS技术特点设计了基于MIMU/GPS的组合导航系统。MIMU采用模块化设计,提高了可靠性;参考JDAM的性能指标,计算各模块指标;采用一种双频圆极化微带天线改善天线的宽带宽角特性,提高了GPS接收机灵敏度;借助GPS广域差分增强系统... 根据航弹和MEMS技术特点设计了基于MIMU/GPS的组合导航系统。MIMU采用模块化设计,提高了可靠性;参考JDAM的性能指标,计算各模块指标;采用一种双频圆极化微带天线改善天线的宽带宽角特性,提高了GPS接收机灵敏度;借助GPS广域差分增强系统得到精密GPS星历和广域差分电离层网格改正数,有效解算定位精度提高了10倍以上。根据需求,合理简化组合导航数学模型并采用改进的模糊自适应Kalman滤波,仿真和实验表明,该设计满足制导精度在5 m以内的要求;并可在国产导航系统成熟的条件下,实现平稳过渡。 展开更多

关键词 航弹 mimu/gps 组合导航系统 改进的Kalman滤波

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一种Adaboost优化的MIMUs/GPS信息融合算法 被引量：2

12

作者 夏琳琳 赵耀 +2 位作者 马文杰 丛靖宇 肖建磊 《电光与控制》 北大核心 2018年第12期21-25,共5页

为确保GPS失锁期间MIMUs/GPS组合系统的导航精度,引入Adaboost优化的BP网络辅助常规Kalman滤波器实现滤波解算。当出现GPS失锁等信号不可用的情况,利用训练好的网络对同一时刻MIMUs,GPS分别解算的速度、位置信息的差值进行预测,并将结... 为确保GPS失锁期间MIMUs/GPS组合系统的导航精度,引入Adaboost优化的BP网络辅助常规Kalman滤波器实现滤波解算。当出现GPS失锁等信号不可用的情况,利用训练好的网络对同一时刻MIMUs,GPS分别解算的速度、位置信息的差值进行预测,并将结果送入Kalman滤波观测器,通过改进系统层面上的导航策略,修正MIMUs单机工作下逐渐积累的导航参数误差。仿真结果表明,在组合系统模拟GPS失锁的50 s内,Adaboost优化的BP网络能够及时辅助滤波器进行信息处理,补偿失锁期间的丢失信息,相较采用单一的BP,RBF网络算法,获得了更为理想的导航参数预测稳定性和预测精度。 展开更多

关键词 组合导航 信息处理 mimu gps ADABOOST方法 神经网络

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GPS/BDS双星座环境下陆基增强系统完好性研究 被引量：5

13

作者 王琳琳 倪育德 +2 位作者 常瀛心 崔瑞云 刘逸 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期30-35,共6页

陆基增强系统(GBAS)是国际民航组织推荐的新一代精密进近着陆系统,其完好性是影响该系统导航性能的关键参数之一。为此,介绍全球定位系统/北斗导航系统(GPS/BDS)的时间和坐标系统,分析它们之间的转换和统一方式,并给出GPS/BDS组合定位... 陆基增强系统(GBAS)是国际民航组织推荐的新一代精密进近着陆系统,其完好性是影响该系统导航性能的关键参数之一。为此,介绍全球定位系统/北斗导航系统(GPS/BDS)的时间和坐标系统,分析它们之间的转换和统一方式,并给出GPS/BDS组合定位模型。根据国际相关标准,研究基于GPS星座和BDS区域星座的GBAS伪距误差模型和保护级算法,并进行相应仿真。仿真结果表明,基于GPS/BDS双星座的GBAS完好性保护级要明显优于GPS或BDS单星座时的保护级,并且能够满足II/III类精密进近对完好性的要求。 展开更多

关键词 陆基增强系统 完好性 北斗导航系统 全球定位系统 保护级

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舰载高速导弹SINS/GPS组合导航系统二次快速传递对准 被引量：2

14

作者 王司 戚嘉兴 邓正隆 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第4期382-385,共4页

基于惯性导航基本方程的精确表达式,采用二次传递对准的概念与方法,对舰载高速导弹SINS/GPS组合导航系统的动基座传递对准进行了研究。传递对准方案的设计充分利用了垂直发射的特点,将传递对准分为两次进行。第一次对准利用载舰的机动运... 基于惯性导航基本方程的精确表达式,采用二次传递对准的概念与方法,对舰载高速导弹SINS/GPS组合导航系统的动基座传递对准进行了研究。传递对准方案的设计充分利用了垂直发射的特点,将传递对准分为两次进行。第一次对准利用载舰的机动运动,快速完成航向对准,同时初步完成水平对准。第二次对准利用导弹垂直发射和大加速度的特点精确而快速地实现水平对准。仿真结果表明:第一次对准在30s内使航向失准角的估计误差减少到3.05′;在垂直加速度为20g的情况下,第二次传递对准在10s的时间内使东向和北向两个失准角都能得到快速的估计,误差分别为0.4′和0.465′。 展开更多

关键词 惯性导航 SINS/gps 传递对准 动基座 高速导弹

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GPS地基增强系统简介及其性能仿真验证 被引量：13

15

作者 李康 巩冠峰 Roberto Sabatini 《电光与控制》 北大核心 2013年第8期89-94,共6页

GPS地基增强系统主要用于增强卫星导航系统信息的完好性和提高导航精度,为飞机的精密进近和着陆导航提供服务。介绍了GPS地基增强系统组成结构、服务类型和主要服务信息种类,进而对信息完好性进行了简单说明。然后对GPS地基增强系统的... GPS地基增强系统主要用于增强卫星导航系统信息的完好性和提高导航精度,为飞机的精密进近和着陆导航提供服务。介绍了GPS地基增强系统组成结构、服务类型和主要服务信息种类,进而对信息完好性进行了简单说明。然后对GPS地基增强系统的误差源进行了简单描述,根据误差源模型建立地基增强系统的完好性数学模型。最后以A320飞机为飞行平台,通过仿真飞机在着陆过程中的水平保护级和垂直保护级,评估地基增强系统的性能。通过仿真分析,GPS地基增强系统能够满足CATⅢB类的精密进近和着陆导航要求。 展开更多

关键词 gps 地基增强系统 全球卫星导航系统 水平保护级 垂直保护级

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SINS/GPS组合导航和末端寻的复合制导半实物仿真 被引量：1

16

作者 卜奎晨 刘莉 +1 位作者 杜小菁 李怀建 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期765-769,共5页

针对采用SINS/GPS组合导航及末端寻的复合制导体制的制导弹药,为检验组合导航系统和制导控制系统的工作性能,设计了半实物仿真系统框架结构.设计半实物仿真时序,采用基于频率调度(FBS)机制,实现仿真的实时性和同步性.探讨并解决了仿真中... 针对采用SINS/GPS组合导航及末端寻的复合制导体制的制导弹药,为检验组合导航系统和制导控制系统的工作性能,设计了半实物仿真系统框架结构.设计半实物仿真时序,采用基于频率调度(FBS)机制,实现仿真的实时性和同步性.探讨并解决了仿真中多CPU时钟同步问题.仿真结果表明,捷联惯导算法正确,解算时延较小,GPS修正效果良好,组合导航系统可顺利完成中末制导交班;制导控制系统设计合理,对于静止和机动目标,落点射击精度和落角均满足设计要求. 展开更多

关键词 制导弹药 SINS/gps组合导航 半实物仿真 基于频率调度

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一种捷联惯性/GPS/陆基容错复合导航方案设计 被引量：2

17

作者 王勋 王新龙 车欢 《航空兵器》 2015年第5期11-17,共7页

针对卫星或陆基导航信息出现故障时,捷联惯性/GPS/陆基复合导航系统精度严重下降的问题,设计了一种基于双状态χ2检验法的捷联惯性/GPS/陆基容错复合导航方案。基于联邦滤波设计思想,通过信息分配系数的自适应调节,动态地控制GPS和陆基... 针对卫星或陆基导航信息出现故障时,捷联惯性/GPS/陆基复合导航系统精度严重下降的问题,设计了一种基于双状态χ2检验法的捷联惯性/GPS/陆基容错复合导航方案。基于联邦滤波设计思想,通过信息分配系数的自适应调节,动态地控制GPS和陆基导航子系统的信息融合等级,并利用两个状态递推器交替进行滤波校正与故障检测,以实时修复与隔离故障子系统,保证滤波的稳定性和精度。仿真结果表明,这种基于双状态χ2检验法的捷联惯性/GPS/陆基容错复合导航方案能够有效减小故障信息对组合精度的影响,提高组合导航系统的精度和可靠性。 展开更多

关键词 惯性导航 陆基导航 卫星导航 复合导航 故障检测

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基于MIMU的微小型组合导航系统研究 被引量：2

18

作者 刘安鹏 苑伟政 常洪龙 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第S2期322-324,328,共4页

介绍了基于 MEMS 技术的 MIMU 的构成、工作原理及安装误差补偿方法,设计了一种由 MIMU 与微小型 GPS 接收器组成的导航系统,系统采用闭环反馈的校正方式,能对 MIMU 的位置、速度误差、数字平台误差及微惯性器件误差作出最优估计并实施... 介绍了基于 MEMS 技术的 MIMU 的构成、工作原理及安装误差补偿方法,设计了一种由 MIMU 与微小型 GPS 接收器组成的导航系统,系统采用闭环反馈的校正方式,能对 MIMU 的位置、速度误差、数字平台误差及微惯性器件误差作出最优估计并实施反馈。仿真分析表明,该组合方式能抑制滤波发散,提高长期导航精度。该系统具有体积小、重量轻、功耗低的特点,可适用于微小型飞行器的导航任务。 展开更多

关键词 MEMS mimu 安装误差 gps 组合导航系统

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组合导航系统新息自适应卡尔曼滤波算法 被引量：55

19

作者 卞鸿巍 金志华 +1 位作者 王俊璞 田蔚风 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1000-1003,1009,共5页

全球定位系统(GPS)量测噪声的不稳定变化将造成惯性导航系统(INS)/GPS舰用组合系统卡尔曼滤波器性能下降,在对自适应卡尔曼滤波器分析的基础上,提出了一种新的基于新息估计的自适应卡尔曼滤波算法.该算法通过计算新息方差强度的极大似... 全球定位系统(GPS)量测噪声的不稳定变化将造成惯性导航系统(INS)/GPS舰用组合系统卡尔曼滤波器性能下降,在对自适应卡尔曼滤波器分析的基础上,提出了一种新的基于新息估计的自适应卡尔曼滤波算法.该算法通过计算新息方差强度的极大似然估计最优估计,将新息方差计算直接引入卡尔曼滤波器的增益计算.仿真结果表明,本文方法较标准卡尔曼滤波器可以提高系统精度和抗干扰能力. 展开更多

关键词 惯性导航系统 全球定位系统 组合导航系统 自适应卡尔曼滤波 新息自适应估计

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一种导航式二维弹道修正引信的设计和关键技术分析 被引量：10

20

作者 霍鹏飞 施坤林 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2005年第3期31-34,共4页

在分析国内外二维弹道修正技术的研究现状基础上,提出了一种导航式二维弹道修正引信方案,确定了其工作原理,并对其中的关键技术,如基于GPS/M IMU组合导航技术、基于鸭舵的修正控制技术、旋转稳定弹的引信模块减旋技术等以及系统设计建... 在分析国内外二维弹道修正技术的研究现状基础上,提出了一种导航式二维弹道修正引信方案,确定了其工作原理,并对其中的关键技术,如基于GPS/M IMU组合导航技术、基于鸭舵的修正控制技术、旋转稳定弹的引信模块减旋技术等以及系统设计建模与仿真方法进行了分析。对二维弹道修正引信技术研究具有参考价值。 展开更多

关键词 二维弹道修正引信 gps/mimu组合导航 鸭舵控制 建模与仿真

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