基于UKF的旋转式SINS大方位失准角初始对准方法 被引量：9

1

作者 黄凤荣 孙伟强 翁海娜 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期513-517,共5页

旋转调制自补偿技术可以调制惯性元件的常值误差,从而提高惯性导航系统的导航精度。出于实际工程应用需求,研究了旋转式SINS大方位失准角初始对准方法。以单轴旋转式SINS为例,给出了单轴旋转式SINS大方位失准角非线性误差模型;根据系统... 旋转调制自补偿技术可以调制惯性元件的常值误差,从而提高惯性导航系统的导航精度。出于实际工程应用需求,研究了旋转式SINS大方位失准角初始对准方法。以单轴旋转式SINS为例,给出了单轴旋转式SINS大方位失准角非线性误差模型;根据系统误差模型的非线性特性,利用简化Unscented卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter UKF)算法,设计了系统的大方位失准角初始对准算法。数字仿真实验结果表明:在相同条件下,提出的UKF算法在收敛速度与对准精度方面均优于EKF算法;系统试验验证结果表明,采用本文提出的初始对准方法,系统的水平对准精度优于0.1′,方位对准精度优于1.5′,证明本文提出的初始对准方法在工程应用中是有效、可行的。 展开更多

关键词 捷联惯性导航系统 旋转调制 大方位失准角误差模型 初始对准 UNSCENTED卡尔曼滤波

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基于PF的SINS动基座初始对准 被引量：6

2

作者 程向红 李伯龙 王宇 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期267-271,共5页

捷联惯性导航系统大方位失准角的误差模型是非线性的,传统的扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)会产生线性化误差,影响初始对准精度。在给出捷联惯性导航系统动基座大方位失准角误差模型的基础上,推导了粒子滤波方法(Particle ... 捷联惯性导航系统大方位失准角的误差模型是非线性的,传统的扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)会产生线性化误差,影响初始对准精度。在给出捷联惯性导航系统动基座大方位失准角误差模型的基础上,推导了粒子滤波方法(Particle Filter,PF),并将扩展卡尔曼滤波、基于Scaled-Unscented变换的Unscented卡尔曼滤波(Unscented Kalman filter,UKF)和基于Residual重采样的粒子滤波用于捷联惯性导航系统的初始对准中,分别进行了加速和拐弯条件下的初始对准实验仿真。仿真结果表明,在大失准角情况下,粒子滤波相对于扩展卡尔曼滤波和Unscented卡尔曼滤波具有更高的对准精度和更快的收敛速度。 展开更多

关键词 捷联惯性导航系统 初始对准 大方位失准角 Residual重采样 粒子滤波

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SINS大失准角传递对准模型的可观测性分析 被引量：3

3

作者 高亢 陈希军 +1 位作者 任顺清 李巍 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期6-11,共6页

捷联惯导系统(SINS)是在军事、航空等领域有着广泛应用的全自主导航系统,传递对准是确定其导航初值的一项关键技术.针对捷联惯导系统大失准角传递对准模型进行了可观测性分析研究.首先,建立了SINS欧拉角误差模型,并根据水平失准角为小... 捷联惯导系统(SINS)是在军事、航空等领域有着广泛应用的全自主导航系统,传递对准是确定其导航初值的一项关键技术.针对捷联惯导系统大失准角传递对准模型进行了可观测性分析研究.首先,建立了SINS欧拉角误差模型,并根据水平失准角为小角度的工程实际情况等对误差模型进行了简化;然后,从非线性系统的可观测性分析出发,利用微分几何理论给出系统的可观测矩阵,并给出了系统可观测度定义以及通过奇异值分解分析状态变量可观测度的方法.将该方法应用于SINS大失准角传递对准模型中,对系统进行了"速度"匹配和"速度+姿态"匹配模式下的可观测性和状态可观测度分析;最后,设计了UKF滤波器进行传递对准仿真,仿真结果与可观测分析结论一致,验证了该可观测分析方法的正确性.结果表明,这两种匹配模式下系统均为不完全可观测,并且"速度+姿态"匹配模式下状态变量的可观测度相比"速度"匹配模式下的状态可观测度高. 展开更多

关键词 SINS 传递对准 非线性误差模型 大失准角 可观测性

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振动整流法辨识加速度计非线性误差模型系数 被引量：9

4

作者 鲁金瑞 任顺清 王常虹 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2130-2136,共7页

为了研究精确标定加速度计在线振动与高g的环境下的误差模型系数的方法。首先介绍了双轴离心机的特点。在反转平台上设计了双轴夹具,然后精确计算了加速度计3个轴的输入比力。经过主轴和反转平台轴正反角位置静态实验,以及主轴与反转平... 为了研究精确标定加速度计在线振动与高g的环境下的误差模型系数的方法。首先介绍了双轴离心机的特点。在反转平台上设计了双轴夹具,然后精确计算了加速度计3个轴的输入比力。经过主轴和反转平台轴正反角位置静态实验,以及主轴与反转平台轴以等值反方向的匀角速率旋转的动态实验,通过振动整流法,并补偿掉静态均值,精确辨识了加速度计的误差模型系数。依据仿真结果可得:该实验方法能够抑制离心机误差对标定精度的影响,其中反转平台的静动态失准角对标定影响最大,应该提高离心机静动态失准角的测试精度,并加以补偿。 展开更多

关键词 振动整流 加速度计 误差模型系数 双轴离心机 失准角

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基于大失准角时变参数罗经初始对准算法 被引量：8

5

作者 翁浚 严恭敏 +1 位作者 秦永元 张金红 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期425-429,共5页

为了解决大失准角条件下的捷联惯导初始自对准问题,通过分析捷联惯导系统大失准角误差模型,利用平台惯导系统罗经对准原理,提出了一种新的捷联惯导系统罗经对准方案。该方案的具体实现划分为三个阶段:方位角未知情况下的水平对准;大失... 为了解决大失准角条件下的捷联惯导初始自对准问题,通过分析捷联惯导系统大失准角误差模型,利用平台惯导系统罗经对准原理,提出了一种新的捷联惯导系统罗经对准方案。该方案的具体实现划分为三个阶段:方位角未知情况下的水平对准;大失准角时变参数罗经方位对准;定参数罗经对准。该方案通过实时调节罗经参数缩短了对准时间;利用大方位失准角模型代替小失准角模型,在算法收敛阶段更加准确地描述了捷联惯导系统的误差传递方式。仿真试验表明,使用陀螺随机漂移稳定性为0.01(°)/h的捷联惯导系统,该对准方案能在60 s内方位精度到达1°,并能在对准结束时达到3'的方位对准精度。 展开更多

关键词 捷联惯导系统 罗经效应 大失准角模型 时变参数

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传递对准非线性误差模型一致性研究 被引量：6

6

作者 黄国荣 魏翔 +2 位作者 郝顺义 卢航 许明琪 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2019年第9期1-8,共8页

针对大失准角情况下的舰载机捷联惯导系统传递对准问题,建立了非线性的经典传递对准和快速传递对准误差模型。从二者对失准角的定义出发,通过理论推导,论证了非线性情况下两种误差模型的一致性关系。采用“速度+姿态”组合匹配算法,对... 针对大失准角情况下的舰载机捷联惯导系统传递对准问题,建立了非线性的经典传递对准和快速传递对准误差模型。从二者对失准角的定义出发,通过理论推导,论证了非线性情况下两种误差模型的一致性关系。采用“速度+姿态”组合匹配算法,对大失准角情况下舰载机捷联惯导系统的传递对准进行了仿真实验。仿真实验中,经典传递对准方法对水平失准角的估计误差均在1′左右,对方位失准角的估计误差均在1′左右;快速传递对准方法对对水平失准角的估计误差均在1′左右,对方位失准角的估计误差均在2′左右。结果表明,两种方法均能对失准角进行有效估计且精度接近,两种误差模型在非线性情况下具有一致性。 展开更多

关键词 捷联惯导系统 传递对准 大失准角 非线性误差模型 一致性

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UPF+KF在双轴旋转光学SINS非线性初始对准中的应用 被引量：1

7

作者 袁书明 孙伟强 +1 位作者 黄凤荣 于浩 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期386-390,共5页

以双轴旋转式SINS初始对准方法为研究对象,建立了双轴旋转式光学SINS大方位失准角误差模型,设计了双轴旋转式SINS大方位失准角初始对准的UPF初始对准算法;根据实际工程应用需要,结合UPF算法和卡尔曼滤波(KF)算法,设计了UPF+KF组合滤波算... 以双轴旋转式SINS初始对准方法为研究对象,建立了双轴旋转式光学SINS大方位失准角误差模型,设计了双轴旋转式SINS大方位失准角初始对准的UPF初始对准算法;根据实际工程应用需要,结合UPF算法和卡尔曼滤波(KF)算法,设计了UPF+KF组合滤波算法,将其应用到了双轴旋转式光学SINS大方位失准角初始对准中。仿真及试验结果表明,提出的UPF+KF组合滤波算法有效降低了UPF算法的耗时,在双轴旋转式光学SINS大方位失准角初始对准中,水平姿态角收敛时间约为11min,方位角收敛时间约为20 min,而且对准误差大大缩小,水平姿态角误差小于3.6〞,方位误差小于2ˊ,证明本文提出的UPF+KF组合滤波算法是有效的、可行的。 展开更多

关键词 捷联惯性导航系统 双轴旋转 大方位失准角 误差模型 Unscented粒子滤波 初始对准

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基于LS-SVM的捷联大失准角初始对准技术 被引量：3

8

作者 张涛 徐晓苏 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期88-93,共6页

针对捷联惯性导航系统（SINS）大失准角初始对准情况下非线性模型线性化导致模型不准确和影响对准精度的问题，设计了一种基于最小二乘支持向量机（LS-SVM）的大失准角对准算法。该方法采用基于加性四元数误差（AQE）的大失准角误差方... 针对捷联惯性导航系统（SINS）大失准角初始对准情况下非线性模型线性化导致模型不准确和影响对准精度的问题，设计了一种基于最小二乘支持向量机（LS-SVM）的大失准角对准算法。该方法采用基于加性四元数误差（AQE）的大失准角误差方程，采用简化的无迹卡尔曼滤波器（UKF）来模拟LS—SVM训练样本。捷联惯性导航系统和全球定位系统（GPS）的速度和位置误差作为LS-SVM的输入样本，简化UKF得到的失准角经小波去噪后作为输出样本。LS—SVM算法采用交叉验证法选择最佳的核函数参数。仿真结果表明，在大失准角下LS-SVM算法在对准时间和对准精度上与简化UKF和EKF相比均表现出较好的性能。 展开更多

关键词 捷联惯性导航系统(CINS) 初始对准 大失准角模型 最小二乘支持向量机 (LS-SVM) 简化无迹卡尔曼滤波(SUKF)

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一种基于自适应抗差CKF算法的改进初始对准方法 被引量：1

9

作者 李璞 杨涛 牟宏伟 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期103-109,共7页

捷联惯导初始对准过程中存在大方位失准角的情况,需要通过建立非线性误差模型来对误差进行估计,因此对相应初始对准技术进行了研究。通过分析,构建捷联惯性导航系统和全球定位系统的精准非线性误差模型;基于自适应抗差理论对容积卡尔曼... 捷联惯导初始对准过程中存在大方位失准角的情况,需要通过建立非线性误差模型来对误差进行估计,因此对相应初始对准技术进行了研究。通过分析,构建捷联惯性导航系统和全球定位系统的精准非线性误差模型;基于自适应抗差理论对容积卡尔曼滤波(CKF)算法对随机干扰的统计特性以及观测粗差计算模型进行改进;设计相应的仿真评估测试和实物验证方法,试验结果证明提出的方法在初始对准中具有更强的滤波稳定性、更高的滤波估计精度和更短的算法收敛时间。 展开更多

关键词 大方位失准角 初始对准 非线性误差模型 自适应抗差CKF

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带标准分度转台的激光角度干涉仪的不准直误差模型 被引量：1

10

作者 于海莲 夏仰球 《机床与液压》 北大核心 2021年第4期48-53,共6页

为了探讨带标准分度转台的激光角度干涉仪在测量过程中的安装不准直误差对测量结果的影响,在分析回转轴转角误差测量原理的基础上,根据测量光路的几何特征变化规律,提出测量系统的不准直误差模型。研究不准直误差变化对转角误差测量结... 为了探讨带标准分度转台的激光角度干涉仪在测量过程中的安装不准直误差对测量结果的影响,在分析回转轴转角误差测量原理的基础上,根据测量光路的几何特征变化规律,提出测量系统的不准直误差模型。研究不准直误差变化对转角误差测量结果的影响,明确了为保证最终测量结果的精度在±1″内宜采取的误差控制措施。通过与自准直仪配合高精度多面棱体方法进行比对实验,并利用不准直误差模型对测量结果进行修正后,可以将测量结果的最大差值减小为-0.52″。结果表明所建立的误差模型的正确性,在准确评估和提高测量系统的精度上有一定的推广价值。 展开更多

关键词 带标准分度转台的激光角度干涉仪 不准直误差 误差模型 误差补偿

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基于变跟踪点的红外场景仿真原理及关键技术研究 被引量：2

11

作者 山清 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期825-832,共8页

由于基于固定跟踪点的红外场景仿真技术不能真实考核导引头对目标要害部位的识别及跟踪性能,这无法满足第四代红外成像制导空空导弹的新要求。本文针对基于固定跟踪点红外场景仿真存在的问题进行了分析,提出了基于变跟踪点的红外场景仿... 由于基于固定跟踪点的红外场景仿真技术不能真实考核导引头对目标要害部位的识别及跟踪性能,这无法满足第四代红外成像制导空空导弹的新要求。本文针对基于固定跟踪点红外场景仿真存在的问题进行了分析,提出了基于变跟踪点的红外场景仿真原理,并对影响变跟踪点红外场景仿真工程应用的关键误差因素进行建模及定量仿真分析,指出了变跟踪点红外场景仿真误差的敏感因素,可为变跟踪点红外场景仿真的工程化应用提供技术参考。 展开更多

关键词 空空导弹 变跟踪点 红外场景 仿真建模 失调角误差

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考虑几何非线性的风力机叶片气弹模型 被引量：7

12

作者 吕品 廖明夫 尹尧杰 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第12期1805-1812,共8页

针对大型轻型柔性叶片存在的几何非线性变形情况,基于几何精确梁理论建立了非线性叶片梁单元,考虑了叶片预弯预扭、各向异性、变形耦合以及截面偏心的特点。对非线性结构方程的数值求解方法进行了探讨。结合动量叶素理论建立了可用于分... 针对大型轻型柔性叶片存在的几何非线性变形情况,基于几何精确梁理论建立了非线性叶片梁单元,考虑了叶片预弯预扭、各向异性、变形耦合以及截面偏心的特点。对非线性结构方程的数值求解方法进行了探讨。结合动量叶素理论建立了可用于分析叶片大变形动态响应问题的几何非线性气弹模型。通过两个算例验证了结构模型的正确性。以NREL 5MW风力机叶片为研究对象,分析了叶片静态变形、固有频率、以及在阵风、偏航错误条件下的动态响应,并与FAST计算结果进行了对比,结果表明,在静态变形范围内几何非线性气弹模型与FAST非常好的吻合,进一步验证了该模型计算正确性。通过降低叶片截面弯曲刚度,发现在叶片大变形时,几何非线性气弹模型可以获得更准确的结果。 展开更多

关键词 风力机叶片 几何非线性 几何精确梁 大变形

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基于四元数的SINS静基座大方位失准角误差建模 被引量：3

13

作者 王解 郭晓松 +1 位作者 周召发 魏皖宁 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2014年第5期805-809,812,共6页

针对经典大方位失准角条件下捷联惯导系统(SINS)非线性初始对准模型不能精确表达姿态误差的传播特性,依据惯导系统姿态的旋转矢量表示法,提出了基于四元数微分方程推导的姿态误差模型,模型最终的表达也由欧拉角微分方程给出。基于无迹... 针对经典大方位失准角条件下捷联惯导系统(SINS)非线性初始对准模型不能精确表达姿态误差的传播特性,依据惯导系统姿态的旋转矢量表示法,提出了基于四元数微分方程推导的姿态误差模型,模型最终的表达也由欧拉角微分方程给出。基于无迹卡尔曼滤波(UKF)的静基座对准试验表明新的姿态误差模型对方位角失准角范围要求由10°内放宽到25°内,提高了在大方位失准角条件下初始对准的精度,表明模型的准确性有明显提高。 展开更多

关键词 捷联惯导系统 初始对准 大方位失准角 误差模型 四元数

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简化UKF在SINS摇摆基座上的初始对准 被引量：3

14

作者 周菊华 程向红 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第3期65-68,共4页

大方位失准角情况下,捷联惯导系统(SINS)误差方程是非线性的,传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)会产生线性化误差,影响初始对准精度。为了减少滤波计算量,将一种简化的UKF(RBAUKF)方法应用于SINS初始对准,采用较少的采样点数目和简化的滤波更... 大方位失准角情况下,捷联惯导系统(SINS)误差方程是非线性的,传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)会产生线性化误差,影响初始对准精度。为了减少滤波计算量,将一种简化的UKF(RBAUKF)方法应用于SINS初始对准,采用较少的采样点数目和简化的滤波更新算法,避免了对非线性方程的线性化。仿真结果表明,RBAUKF与EKF相比,可在较短时间内完成初始对准,具有更高的精度。 展开更多

关键词 捷联惯导系统 大方位失准角 初始对准 RBAUKF

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双轴旋转式SINS非线性初始对准方法 被引量：1

15

作者 周喆 黄凤荣 +1 位作者 孙伟强 杨建林 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期408-412,共5页

双轴旋转调制技术可以实现全部惯性元件常值误差的自补偿,从而提高惯性导航系统的导航精度。以双轴旋转调制式SINS初始对准方法为研究对象,建立了双轴旋转式SINS大方位失准角非线性误差模型,利用简化Unscented卡尔曼滤波(UKF)算法,设计... 双轴旋转调制技术可以实现全部惯性元件常值误差的自补偿,从而提高惯性导航系统的导航精度。以双轴旋转调制式SINS初始对准方法为研究对象,建立了双轴旋转式SINS大方位失准角非线性误差模型,利用简化Unscented卡尔曼滤波(UKF)算法,设计了双轴旋转式SINS大方位失准角初始对准算法。利用提出的UKF算法进行了方位失准角为任意大小的数字仿真试验,并进行了同样条件下的EKF算法对比仿真试验。最后进行了UKF算法的系统对准验证试验,验证试验的1σ统计结果为水平误差小于3″,方位误差小于1′。试验结果表明建立的双轴旋转SINS大方位失准角非线性误差模型是正确的,提出的UKF对准算法在工程应用中是有效、可行的。 展开更多

关键词 双轴旋转调制式捷联惯性导航系统 大方位误差角模型 初始对准 UNSCENTED卡尔曼滤波

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一种改进的基于闭环反馈的大失准角传递对准算法 被引量：7

16

作者 徐庚 李宁 +1 位作者 何永旭 张勇刚 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期213-221,共9页

针对传统的基于计算参数的传递对准算法在大失准角下的强非线性问题以及杆臂误差导致的传递对准精度下降问题,提出了一种改进的基于闭环反馈的大失准角传递对准算法。首先,基于快速传递对准模型,设计了全状态闭环反馈机制,通过对主、子... 针对传统的基于计算参数的传递对准算法在大失准角下的强非线性问题以及杆臂误差导致的传递对准精度下降问题,提出了一种改进的基于闭环反馈的大失准角传递对准算法。首先,基于快速传递对准模型,设计了全状态闭环反馈机制,通过对主、子惯导的姿态矩阵不断进行修正,实现大安装误差角估计值的快速收敛;然后,采用线性卡尔曼滤波对状态进行估计。仿真实验结果表明,相比于非线性滤波方法,所提算法在大、小安装误差角下均可以保持较高的对准精度,对准误差基本可以达到0.02°。车载试验结果也验证了所提算法具有更好的传递对准性能。 展开更多

关键词 惯性导航系统 传递对准 大失准角 闭环反馈 杆臂误差

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