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一种采用捷联惯导的采煤机动态定位方法 被引量:52
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作者 樊启高 李威 +1 位作者 王禹桥 杨雪峰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1758-1761,共4页
针对采煤机定位是三维体定位的情况,运用捷联惯导系统中三轴加速度计和陀螺仪对采煤机的实时线性加速度和实时角速度进行测量,得到采煤机在载体坐标系下的加速度和角速度。由于在载体坐标系下不能直接进行定位计算,故进行坐标变换,构建... 针对采煤机定位是三维体定位的情况,运用捷联惯导系统中三轴加速度计和陀螺仪对采煤机的实时线性加速度和实时角速度进行测量,得到采煤机在载体坐标系下的加速度和角速度。由于在载体坐标系下不能直接进行定位计算,故进行坐标变换,构建了采煤机在惯性坐标系中的导航方程,通过对加速度和角速度进行积分运算,获得采煤机位置和姿态数据。最后,在建立采煤机惯性坐标系导航模型的基础上,进行了采煤机惯性导航定位仿真分析。其结果表明,采用捷联惯导能够较好地实现采煤机动态定位。 展开更多
关键词 捷联惯导 采煤机 定位 惯性坐标系
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基于SINS/轴编码器组合的采煤机定位方法与试验研究 被引量:35
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作者 李昂 郝尚清 +2 位作者 王世博 葛兆亮 葛世荣 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第4期95-100,共6页
为提高采煤机三维惯性定位精度,介绍了一种基于捷联惯性导航系统(SINS)与轴编码器组合的采煤机定位方法,构建了采煤机定位方程。利用捷联惯性导航系统测出采煤机的实时姿态,轴编码器测出采煤机的位移增量,根据采煤机的实时姿态,将采煤... 为提高采煤机三维惯性定位精度,介绍了一种基于捷联惯性导航系统(SINS)与轴编码器组合的采煤机定位方法,构建了采煤机定位方程。利用捷联惯性导航系统测出采煤机的实时姿态,轴编码器测出采煤机的位移增量,根据采煤机的实时姿态,将采煤机坐标系下的位移增量变换到导航坐标系下累加得到采煤机位置。该方法不仅能自主实时确定采煤机的三维位置,并且可有效减小纯惯性导航中的累积误差。同时,通过井上试验和井下试验验证了该定位方法的可行性,评价了该定位方法的定位精度。 展开更多
关键词 采煤机 定位方法 捷联惯性导航系统 轴编码器
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基于卡尔曼/粒子组合滤波器的组合导航方法研究 被引量:18
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作者 崔平远 郑黎方 +1 位作者 裴福俊 刘红云 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期220-223,共4页
粒子滤波在组合导航系统非线性非高斯条件下的滤波估计中获得广泛关注,但捷联惯导误差模型维数较高,直接应用粒子滤波会带来维数灾难。设计了用于SINS/GPS组合导航的卡尔曼/粒子组合滤波算法,采用卡尔曼滤波和粒子滤波分别对系统的线性... 粒子滤波在组合导航系统非线性非高斯条件下的滤波估计中获得广泛关注,但捷联惯导误差模型维数较高,直接应用粒子滤波会带来维数灾难。设计了用于SINS/GPS组合导航的卡尔曼/粒子组合滤波算法,采用卡尔曼滤波和粒子滤波分别对系统的线性和非线性状态进行估计,降低粒子滤波器状态维数,避免维数灾难。采用系统残差采样法的规则化粒子滤波器,有效缓解粒子贫化问题,并减少计算负担。仿真结果表明卡尔曼/粒子组合滤波方法的估计性能与粒子滤波相当,但计算复杂度前者要低得多。 展开更多
关键词 捷联惯导 组合导航 粒子滤波器 卡尔曼/粒子组合滤波器
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星光导航原理及捷联惯导/星光组合导航方法研究 被引量:14
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作者 穆荣军 韩鹏鑫 崔乃刚 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期585-589,599,共6页
该文在分析星光导航原理的基础上,给出了捷联惯导/星光飞行器组合导航方案;推证了该组合导航系统的状态方程和观测方程,分析了星敏仪量测误差。结合高超声速跨大气层再入飞行体的模拟飞行轨道,进行了组合导航数学仿真。结果证实该方案... 该文在分析星光导航原理的基础上,给出了捷联惯导/星光飞行器组合导航方案;推证了该组合导航系统的状态方程和观测方程,分析了星敏仪量测误差。结合高超声速跨大气层再入飞行体的模拟飞行轨道,进行了组合导航数学仿真。结果证实该方案能够利用星光导航信息对捷联惯导进行即时修正,表明捷联惯导/星光组合导航系统在较精确地获取载体姿态信息方面具有优越性。 展开更多
关键词 星敏仪 捷联惯导/星光 组合导航
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无陀螺捷联惯导系统模型研究 被引量:12
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作者 汪小娜 王树宗 朱华兵 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期288-292,共5页
无陀螺捷联惯导系统采用加速度计来解算载体相对惯性系的角速度,从而代替角速度陀螺仪。考虑重力影响,对两种不同配置方式的6加速度计捷联惯导系统建立了载体运动参数解算模型,在此基础上提出了一种12加速度计配置方式,从而利用多传感... 无陀螺捷联惯导系统采用加速度计来解算载体相对惯性系的角速度,从而代替角速度陀螺仪。考虑重力影响,对两种不同配置方式的6加速度计捷联惯导系统建立了载体运动参数解算模型,在此基础上提出了一种12加速度计配置方式,从而利用多传感器的冗余信息对算法进行优化,消除了角速度解算过程中求解微分方程带来的累积误差,提高了角速度解算精度。 展开更多
关键词 飞行器控制、导航技术 无陀螺 捷联惯导 加速度计 配置
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基于捷联惯导的采煤机定位定姿技术实验研究 被引量:45
6
作者 杨海 李威 +2 位作者 罗成名 范孟豹 应葆华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2550-2556,共7页
针对煤矿井下"三机"自动化中的采煤机定位精度较低的问题,根据采煤机工作环境恶劣、空间封闭、干扰较多的特点,提出了一种基于捷联惯性导航(SINS)的采煤机位姿定位方法。该方法利用捷联惯性导航系统中的三轴加速度计和三轴陀... 针对煤矿井下"三机"自动化中的采煤机定位精度较低的问题,根据采煤机工作环境恶劣、空间封闭、干扰较多的特点,提出了一种基于捷联惯性导航(SINS)的采煤机位姿定位方法。该方法利用捷联惯性导航系统中的三轴加速度计和三轴陀螺仪实时测量采煤机的加速度和角速度信息,并根据四元数捷联惯导位姿解算方法解算出采煤机的实时位置和姿态信息,得到精确的采煤机运动轨迹,实现对采煤机的实时体定位。对定位平台进行仿真和利用综采工作面"三机"实验装置搭建采煤机捷联惯导定位实验平台进行实验,结果表明,采煤机捷联惯导定位系统能够准确跟踪基准轨迹,采煤机沿工作面方向运行20 m,位置姿态跟踪误差分别为0.5 m和0.7°,满足煤矿采煤机定位精度要求,该系统能够实现采煤机的实时精确定位。 展开更多
关键词 采矿机群 采煤机跟踪 捷联惯导 定位定姿 精度分析
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导航系统实验教学的研究 被引量:7
7
作者 王玲玲 富立 杜卫 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2010年第2期133-134,183,共3页
实验教学是培养学生动手实践、工程意识和创新能力的主要手段。紧密结合航空航天特色专业必修课程导航系统的授课情况,开设了完整的适用于本科阶段培养的导航系统系列实验,从而提升了学生对课程核心内容的掌握程度,提高了学生设计实验... 实验教学是培养学生动手实践、工程意识和创新能力的主要手段。紧密结合航空航天特色专业必修课程导航系统的授课情况,开设了完整的适用于本科阶段培养的导航系统系列实验,从而提升了学生对课程核心内容的掌握程度,提高了学生设计实验方案、解决实验问题、分析实验结果的能力,达到了激发学生学习热情与创造性思维能力培养的目的。 展开更多
关键词 实验教学 导航系统 平台导航系统 捷联导航系统 卫星导航系统
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移动卫星通信捷联式天线稳定系统 被引量:34
8
作者 滕云鹤 毛献辉 +2 位作者 章燕申 李俊峰 刘进江 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期72-75,共4页
介绍了一种应用激光陀螺惯性导航系统组成的移动卫星通信的捷联式天线稳定系统 ,给出了天线稳定和跟踪的控制方法和最优值搜索法。采用该系统可测量载体的姿态角和经度纬度 ,借助于惯性系统的输出信号控制天线轴使天线跟踪指定的卫星 ,... 介绍了一种应用激光陀螺惯性导航系统组成的移动卫星通信的捷联式天线稳定系统 ,给出了天线稳定和跟踪的控制方法和最优值搜索法。采用该系统可测量载体的姿态角和经度纬度 ,借助于惯性系统的输出信号控制天线轴使天线跟踪指定的卫星 ,卫星天线接收的信号可检测出跟踪误差 ,通过伺服系统控制天线转动 ,以使通讯信号为最强。采用了 GPS修正惯性系统的误差 ,成为 GPS/ INS的组合系统。在山区道路上跑车试验结果表明 ,当车的横滚角和俯仰角达到 6°,频率为 1Hz,方位角变化 180°时 ,在此动态条件下根据测量的卫星信号场强可知 ,跟踪误差小于 0 .2°。接收到的电视信号稳定清晰 ,图像和电话信号都是满意的。跑车试验表明 。 展开更多
关键词 卫星通信 天线稳定 激光陀螺 捷联惯性导航系统
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基于惯性系采用Kalman滤波的车载SINS行进间对准方法 被引量:10
9
作者 缪玲娟 高伟熙 +1 位作者 沈军 郭子伟 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期143-148,共6页
介绍了惯性系中基于重力加速度信息进行粗对准的实现方法。在此基础上通过推导以地心惯性坐标系为导航系的捷联惯性导航系统(SINS)误差方程,建立了与惯性系对准算法相匹配的状态模型,提出了一种采用Kalman滤波实现基于惯性系的SINS行进... 介绍了惯性系中基于重力加速度信息进行粗对准的实现方法。在此基础上通过推导以地心惯性坐标系为导航系的捷联惯性导航系统(SINS)误差方程,建立了与惯性系对准算法相匹配的状态模型,提出了一种采用Kalman滤波实现基于惯性系的SINS行进间精对准方法。计算机仿真实验结果表明,文中所提出的基于惯性系的采用Kalman滤波的车辆行进间精对准方法,可有效地降低干扰噪声的影响,提高初始对准的精度。此外,该方法相对于基于地理坐标系进行滤波的方法,简化了滤波模型,较大的降低了计算量。 展开更多
关键词 信息处理技术 捷联惯性导航系统 初始对准 惯性系 KALMAN滤波 行进间
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自适应卡尔曼滤波在SINS静基座初始对准中的应用 被引量:13
10
作者 郑佳华 王宏力 +1 位作者 段小庆 侯青剑 《电光与控制》 北大核心 2008年第6期88-90,共3页
由于捷联惯导系统模型参数往往与实际的物理过程具有一定的偏差,并且系统的噪声与量测噪声的统计特性不是精确已知的,因此采用常规的卡尔曼滤波算法不能获得理想的滤波效果。为避免滤波发散,采用Sage-Husa自适应滤波算法应用于捷联惯导... 由于捷联惯导系统模型参数往往与实际的物理过程具有一定的偏差,并且系统的噪声与量测噪声的统计特性不是精确已知的,因此采用常规的卡尔曼滤波算法不能获得理想的滤波效果。为避免滤波发散,采用Sage-Husa自适应滤波算法应用于捷联惯导初始对准,仿真结果表明该方法相对于卡尔曼滤波方法在收敛精度和速度上都有很大的改进。 展开更多
关键词 自适应卡尔曼滤波 捷联惯导系统 初始对准
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捷联惯导系统的圆锥误差补偿算法研究 被引量:11
11
作者 刘危 解旭辉 李圣怡 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期348-352,共5页
非互易向量的确定与补偿是影响高动态、恶劣振动环境下捷联惯性导航系统姿态矩阵计算的重要问题。为了补偿由此引起的圆锥误差 ,本文对一些传统算法进行了分析和研究。由于以往各种算法一般都需要输入信息为角度信息 ,但对于高动态、恶... 非互易向量的确定与补偿是影响高动态、恶劣振动环境下捷联惯性导航系统姿态矩阵计算的重要问题。为了补偿由此引起的圆锥误差 ,本文对一些传统算法进行了分析和研究。由于以往各种算法一般都需要输入信息为角度信息 ,但对于高动态、恶劣振动环境 ,角速度信息更有工程意义 ,所以针对输入信息为角速度的情形 ,提出了一类新的姿态算法 ,通过对比传统的算法 ,新算法在同样计算量、存储量的情况下有较优的性能 ,算法的精度较传统的算法高。另外 ,对新的姿态算法进行了误差分析 ,为其参数选择提供了选择标准 。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 姿态算法 圆锥补偿算法
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基于加性四元数误差方程的惯性/天文姿态组合算法 被引量:6
12
作者 屈蔷 刘建业 熊智 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期316-319,共4页
针对采用旋转四元数误差进行的组合导航误差建模中状态方程的非线性化问题,提出一种新的惯性/天文组合姿态组合算法,以姿态加性四元数误差和陀螺漂移为状态变量,推导系统线性化状态方程,并以天文导航和惯导姿态四元数之差为量测量,建立... 针对采用旋转四元数误差进行的组合导航误差建模中状态方程的非线性化问题,提出一种新的惯性/天文组合姿态组合算法,以姿态加性四元数误差和陀螺漂移为状态变量,推导系统线性化状态方程,并以天文导航和惯导姿态四元数之差为量测量,建立系统量测方程,然后利用卡尔曼滤波实现对该组合模式的信息融合,仿真分析表明,所设计的基于姿态四元数误差和陀螺漂移的组合模式能够有效估计系统状态误差,姿态误差0.02°左右,验证了其有效性,可避免较为复杂的非线性滤波器的使用,为工程实践提供了理论支持。 展开更多
关键词 天文导航 组合模式 姿态组合 加性四元数
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高精度光纤陀螺组件标定方法 被引量:7
13
作者 赵桂玲 高伟 +1 位作者 李仔冰 张鑫 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2012年第2期209-214,230,共7页
为了提高光纤陀螺组件的标定精度,从三轴惯导测试转台技术指标入手,根据惯导测试转台定位精度高的特点,设计了六位置静态分立式标定方案.通过设计一定的标定路径,利用地球转速和当地地理纬度,激励出陀螺的标度因数、安装误差和零位等12... 为了提高光纤陀螺组件的标定精度,从三轴惯导测试转台技术指标入手,根据惯导测试转台定位精度高的特点,设计了六位置静态分立式标定方案.通过设计一定的标定路径,利用地球转速和当地地理纬度,激励出陀螺的标度因数、安装误差和零位等12个参数,新的标定方案避免了标度因数和安装误差对零位的影响.对自研光纤陀螺捷联惯导系统在三轴惯导测试转台进行传统标定和六位置静态分立式标定,并将标定结果用于静态导航实验,多次实验结果表明,与采用传统标定结果的导航定位误差相比,采用六位置静态分立式标定结果的导航定位误差显著降低. 展开更多
关键词 光纤陀螺组件 三轴惯导测试转台 分立式标定 标度因数 安装误差 零位 捷联惯导系统 静态导航 .
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弹道导弹轨迹发生器的设计 被引量:9
14
作者 敖宏奎 王宏力 +1 位作者 侯青剑 孙渊 《兵工自动化》 2007年第8期66-68,共3页
用于捷联惯导的弹道导弹轨迹发生器设计,包括动力学方程的建立和发射点惯性坐标系下的轨迹参数确定。后者又包含发射点惯性系下速度、位置、姿态角、比力速据及角速度的确定。针对误差公式推导复杂的特点,用导航仿真对其输出的角速率和... 用于捷联惯导的弹道导弹轨迹发生器设计,包括动力学方程的建立和发射点惯性坐标系下的轨迹参数确定。后者又包含发射点惯性系下速度、位置、姿态角、比力速据及角速度的确定。针对误差公式推导复杂的特点,用导航仿真对其输出的角速率和比力值进行精度估计,验证了该设计的正确性。 展开更多
关键词 轨迹发生器 捷联惯导系统 仿真
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惯性信息辅助的载波相位模糊度求解算法 被引量:4
15
作者 张晓安 何晓峰 +2 位作者 王荔斌 唐康华 逯亮清 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2010年第13期3081-3083,3087,共4页
针对卫星导航接收机载波相位精确定位中求解整周模糊度存在搜索空间大、时间长的不足,利用捷联惯性导航系统提供的惯性信息进行辅助,压缩模糊度搜索空间,实现模糊度的快速逼近与求解。实验结果表明,当采用单频GPS进行精密相对定位,使用S... 针对卫星导航接收机载波相位精确定位中求解整周模糊度存在搜索空间大、时间长的不足,利用捷联惯性导航系统提供的惯性信息进行辅助,压缩模糊度搜索空间,实现模糊度的快速逼近与求解。实验结果表明,当采用单频GPS进行精密相对定位,使用SINS或者组合导航输出计算模糊度的初始值及其方差,该算法相对于传统算法更适合实时解算整周模糊度。 展开更多
关键词 全球卫星导航系统 整周模糊度 捷联惯性导航系统 载波相位 辅助
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捷联惯导系统快速初始对准方法仿真研究 被引量:10
16
作者 徐清雷 邓正隆 张传斌 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第6期1228-1230,共3页
捷联惯导系统(SINS)静基座初始对准时,由于方位误差角的观测度较低,使对准的时间比较长。为了实现SINS的快速初始对准,在东—北—天坐标系下推导了快速对准方法;采用小波滤波和卡尔曼滤波相结合进行初始对准滤波。仿真结果验证了小波—... 捷联惯导系统(SINS)静基座初始对准时,由于方位误差角的观测度较低,使对准的时间比较长。为了实现SINS的快速初始对准,在东—北—天坐标系下推导了快速对准方法;采用小波滤波和卡尔曼滤波相结合进行初始对准滤波。仿真结果验证了小波——卡尔曼组合滤波方法的有效性。 展开更多
关键词 小波滤波 卡尔曼滤波 捷联惯导系统 快速对准
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捷联惯性导航系统飞行轨迹数据生成与惯性器件建模 被引量:25
17
作者 赵鸿 赵忠 龙国庆 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期1026-1029,共4页
由于很难获得全面真实的导航飞行轨迹数据,而各类导航系统软硬件性能测试验证又必须要有飞行轨迹数据和惯性器件的输出参数。为此,作者提出了一种生成测试用飞行轨迹,并能为惯性器件建模的解析式思想。用这种思想产生的飞行轨迹数据和... 由于很难获得全面真实的导航飞行轨迹数据,而各类导航系统软硬件性能测试验证又必须要有飞行轨迹数据和惯性器件的输出参数。为此,作者提出了一种生成测试用飞行轨迹,并能为惯性器件建模的解析式思想。用这种思想产生的飞行轨迹数据和惯性器件的模型,在硬件平台软硬件系统测试验证中得到了成功地应用,取得了很好的效果。 展开更多
关键词 飞行轨迹数据生成 惯性器件建模 捷联式惯性导航系统 系统算法测试
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基于角增量和角速率的旋转矢量算法的等效性 被引量:7
18
作者 王立冬 孟亚峰 高庆 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期340-344,共5页
推导了基于角增量和角速率的两种旋转矢量算法(RVA)及其计算误差,并从理论上分析、比较了两种RVA及其圆锥补偿误差(CCE);在不考虑传感器误差情况下,对两种算法的CCE进行了基于典型圆锥运动的仿真。结果表明,两种RVA的CCE由采样频率和圆... 推导了基于角增量和角速率的两种旋转矢量算法(RVA)及其计算误差,并从理论上分析、比较了两种RVA及其圆锥补偿误差(CCE);在不考虑传感器误差情况下,对两种算法的CCE进行了基于典型圆锥运动的仿真。结果表明,两种RVA的CCE由采样频率和圆锥运动频率的比值定量确定:当比值大于1 000时,相同子样数的两种算法的CCE相等;两种RVA具有圆锥误差补偿效应的范围为该比值介于3和1 000之间。在该有效范围内,CCE随比值的减小而单调增大,并且相同子样数的两种算法的CCE随着子样数的增大而趋于相等;当比值小于等于3时,两种算法的圆锥误差补偿效应同样减弱。从而得出两种算法的圆锥误差补偿效应的近似等效性。对于捷联惯组的设计、RVA的选择及其在惯组高动态环境下的应用具有一定指导作用。 展开更多
关键词 控制和导航 旋转矢量算法 圆锥补偿误差 圆锥误差补偿效应 捷联惯组
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基于无陀螺捷联惯导系统的四元数算法 被引量:7
19
作者 段精婧 马铁华 范锦彪 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2010年第1期15-18,共4页
在捷联惯导系统中,针对以往解算姿态角精度不高、导航误差随时间积累较快、解算存在奇异、精度不高等问题,采用了一种四元数解算算法,该方法只需求解由四元数所表示的四个姿态运动微分方程。实验证明,该方法算法简单,易于操作,从一定程... 在捷联惯导系统中,针对以往解算姿态角精度不高、导航误差随时间积累较快、解算存在奇异、精度不高等问题,采用了一种四元数解算算法,该方法只需求解由四元数所表示的四个姿态运动微分方程。实验证明,该方法算法简单,易于操作,从一定程度上抑制了误差的积累。 展开更多
关键词 捷联惯导系统 加速度计 姿态 测试
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捷联惯性+星光修正组合导航研究 被引量:10
20
作者 安世娇 江涌 姚宏瑛 《现代防御技术》 2004年第1期34-37,48,共5页
针对捷联惯性导航系统的初始对准误差所造成的导航误差,提出了捷联惯性+星光修正组合导航方案。利用光学导引头得到的星体观测值,估计初始对准误差,进而修正捷联惯性导航的姿态角、速度和位置。推导了捷联惯性+星光修正组合导航算法,得... 针对捷联惯性导航系统的初始对准误差所造成的导航误差,提出了捷联惯性+星光修正组合导航方案。利用光学导引头得到的星体观测值,估计初始对准误差,进而修正捷联惯性导航的姿态角、速度和位置。推导了捷联惯性+星光修正组合导航算法,得到了初始对准误差的估计公式和速度、位置的修正矩阵,并通过仿真分析证实了方案的可行性和算法的有效性。 展开更多
关键词 捷联惯性导航 星光导航 组合导航 初始对准 反导导弹武器系统
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