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弹载捷联惯性导航系统的全参数标定
1
作者 曹博昊 李杰 +4 位作者 张樨 冯凯强 张春兴 高正阳 彭晓飞 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2025年第5期1-6,26,共7页
为了提升火炮命中率,需在发射前对火炮搭载的惯导系统进行现场标定。针对在火炮发射现场无法为惯导分立式标定提供高精度转台的参考信息的问题,利用惯导的系统级标定无需转台参考信息的特点,在考虑传感器线性项参数的基础上,建立包含加... 为了提升火炮命中率,需在发射前对火炮搭载的惯导系统进行现场标定。针对在火炮发射现场无法为惯导分立式标定提供高精度转台的参考信息的问题,利用惯导的系统级标定无需转台参考信息的特点,在考虑传感器线性项参数的基础上,建立包含加速度计二次项误差以及杆臂误差的高精度误差模型,更符合炮弹飞行的高动态场景。同时采用手动转动惯导的方式,摆脱传统标定方法对转台的依赖。实验结果表明,经标定后,经度位置精度提高了约83%,纬度位置精度提高了约67%,速度精度提高了约90%,并且简单易行,整个过程耗时1600 s。所提方法能够快速且有效提高导航精度,在工程应用中具有重要意义。 展开更多
关键词 火炮发射 捷联惯性导航系统 系统级标定 无转台标定 误差参数
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基于DSP/CPLD的捷联式惯性导航系统软硬件设计方案研究 被引量:4
2
作者 赵鸿 赵忠 龙国庆 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2004年第S8期274-277,共4页
为提高捷联式惯性导航系统(SINS)算法的精度和实时性,文中提出了一种以 DSP+CPLD 作为数字硬件平台,实现捷联式惯性导航系统高速实时数据处理的硬件、软件设计方案。软硬件测试结果表明,此设计方案能够满足导航实时数据处理系统所要求... 为提高捷联式惯性导航系统(SINS)算法的精度和实时性,文中提出了一种以 DSP+CPLD 作为数字硬件平台,实现捷联式惯性导航系统高速实时数据处理的硬件、软件设计方案。软硬件测试结果表明,此设计方案能够满足导航实时数据处理系统所要求达到的高精度、实时性、稳定性。 展开更多
关键词 数字信号处理器 复杂可编程逻辑器件 捷联惯性导航系统 系统算法测试
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船用捷联式惯性导航仿真系统设计 被引量:7
3
作者 程章 许江宁 郭士荦 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第25期317-322,共6页
针对船用捷联式惯性导航系统长时间工作后,精度明显下降,不能满足导航需求的问题,设计了一种模块化的船用捷联式惯性导航仿真系统;并进行了仿真研究。将船用捷联惯导设计为四个模块,分别为轨迹仿真模块、惯性器件仿真模块、导航解算模... 针对船用捷联式惯性导航系统长时间工作后,精度明显下降,不能满足导航需求的问题,设计了一种模块化的船用捷联式惯性导航仿真系统;并进行了仿真研究。将船用捷联惯导设计为四个模块,分别为轨迹仿真模块、惯性器件仿真模块、导航解算模块和误差分析模块。利用建立的模型,仿真分析捷联式惯性导航系统姿态角、速度和位置误差的主要特性,研究天向速度的发散对东向和北向速度误差的影响,探究初始对准误差对导航精度的影响。结果表明,仿真系统可以很好地模拟舰船捷联式惯性导航系统的初始对准和导航过程;天向速度的发散和初始对准的精度都会直接影响导航精度。因此,在舰船长时间航行时,必须提高初始对准精度且引入阻尼系统,以减小船用捷联式惯性导航系统的导航误差。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 仿真 导航算法 卡尔曼滤波
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基于逆向导航算法的捷联式惯性导航系统改进优化对准方法 被引量:4
4
作者 朱兵 许江宁 +3 位作者 吴苗 李京书 何泓洋 李峰 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1860-1870,共11页
快速性和精度是捷联式惯性导航系统动基座初始对准的重要指标。优化对准方法(OAM)在短时间内难以获取足够多的观测信息,导致对准性能降低。针对此问题,提出一种基于逆向导航算法的改进动基座初始粗对准(IMCA)方法。通过逆向导航算法对... 快速性和精度是捷联式惯性导航系统动基座初始对准的重要指标。优化对准方法(OAM)在短时间内难以获取足够多的观测信息,导致对准性能降低。针对此问题,提出一种基于逆向导航算法的改进动基座初始粗对准(IMCA)方法。通过逆向导航算法对存储的陀螺仪和加速度计数据进行虚拟延长并加以反复利用,扩展积分区间长度,以构建新的观测矢量、实现对准精度的提升。推导了载体坐标系下的OAM,分析了观测矢量包含的信息量对姿态确定精度的影响。基于车载实测数据,分别利用OAM和IMCA方法进行动基座初始对准试验,结果表明:相比于OAM,IMCA方法可在相同条件下实现更高精度的初始对准;IMCA方法应用在载体坐标系下动基座初始对准中是可行、有效的。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 优化对准 逆向导航 观测矢量 动基座
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易于实现的捷联式惯性导航系统仿真 被引量:4
5
作者 吴小兰 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第4期89-90,94,共3页
利用MATLAB数值计算的强大功能和Simulink建模容易实现的特点,进行了捷联式惯性导航系统的仿真研究。对四元数及姿态矩阵等的解算采用MATLAB编程实现,陀螺仪和加速计的建模用Simulink实现,将MATLAB程序与Simulink模型进行交互,得出仿真... 利用MATLAB数值计算的强大功能和Simulink建模容易实现的特点,进行了捷联式惯性导航系统的仿真研究。对四元数及姿态矩阵等的解算采用MATLAB编程实现,陀螺仪和加速计的建模用Simulink实现,将MATLAB程序与Simulink模型进行交互,得出仿真结果。该方法降低了单纯应用MATLAB或Simu-link进行仿真的复杂度,使仿真既可靠又易于实现。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统(sins) 仿真 模型 误差
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捷联式惯性导航系统误差处理技术的新进展 被引量:1
6
作者 刘晓光 谢玲 +2 位作者 戴亚平 陈家斌 张鸿业 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2001年第4期19-22,共4页
捷联式惯性导航系统误差处理的研究在近年来取得很大进展 ,相继出现了一些新思想、新算法、新技术。首先对捷联惯导系统误差模型的研究现状作了系统总结 ,然后对捷联式系统姿态算法和误差处理技术进行了归纳和分析 ,重点介绍了近期出现... 捷联式惯性导航系统误差处理的研究在近年来取得很大进展 ,相继出现了一些新思想、新算法、新技术。首先对捷联惯导系统误差模型的研究现状作了系统总结 ,然后对捷联式系统姿态算法和误差处理技术进行了归纳和分析 ,重点介绍了近期出现的几种新技术 ,最后提出了捷联惯导系统误差处理技术的研究方向。 展开更多
关键词 捷联 惯性导航 系统误差处理 姿态算法
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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
7
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 捷联惯性导航系统 系统算法测试
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杆臂效应对捷联惯性导航系统初始对准精度的影响及其在线补偿方法研究 被引量:16
8
作者 徐晓苏 万德钧 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 1994年第2期22-27,共6页
杆臂效应是由于惯性测量组件安装位置与载体摇摆中心不重合而产生的一种干扰加速度分量,对于以加速度计输出作为观测量的捷联惯性导航系统初始对准精度有较大的影响。本文以舰载捷联惯性导航系统作为应用对象,分析了杆臂效应的产生机... 杆臂效应是由于惯性测量组件安装位置与载体摇摆中心不重合而产生的一种干扰加速度分量,对于以加速度计输出作为观测量的捷联惯性导航系统初始对准精度有较大的影响。本文以舰载捷联惯性导航系统作为应用对象,分析了杆臂效应的产生机理、对舰载捷联惯性导航系统初始对准误差的作用关系,提出了一种基于数字滤波原理的杆臂效应在线补偿方法,并给出了该方法的计算机仿真计算结果。 展开更多
关键词 杆臂效应 初始对准 惯性导航系统 加速度计 在线补偿 座标系 惯性测量组件 惯导系统 捷联 数字低通滤波器
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论混合式惯性导航系统 被引量:27
9
作者 冯培德 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期281-284,290,共5页
惯性导航系统是当代空、天、海、陆各类先进运载器所不可或缺的一项自主导航定位装备。简要回顾了平台式、捷联式以及旋转式惯导系统的发展历程和各自优缺点,在此基础上提出了集平台式、捷联式和旋转式惯导系统优点于一体的混合式惯导... 惯性导航系统是当代空、天、海、陆各类先进运载器所不可或缺的一项自主导航定位装备。简要回顾了平台式、捷联式以及旋转式惯导系统的发展历程和各自优缺点,在此基础上提出了集平台式、捷联式和旋转式惯导系统优点于一体的混合式惯导系统新技术途径。介绍了这种新型惯导系统的概念、原理、特点、关键技术,样机实验结果验证了该技术途径的优越性和可行性,为该系统的未来研发和应用提供了技术基础并指出了研究方向。 展开更多
关键词 惯性导航 平台惯导系统 捷联惯导系统 旋转惯导系统 混合惯导系统
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双星定位/SINS组合导航系统研究 被引量:19
10
作者 林雪原 刘建业 汪叔华 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期34-38,共5页
双星定位系统是一种区域性定位系统。介绍了双星定位系统的定位原理 ,说明了其存在的定位实时性较差的不足。对此提出了利用惯导经卡尔曼滤波器校正后的输出速度信息来修正双星定位系统的输出水平位置信息 ,然后与惯导进行组合 ,建立了... 双星定位系统是一种区域性定位系统。介绍了双星定位系统的定位原理 ,说明了其存在的定位实时性较差的不足。对此提出了利用惯导经卡尔曼滤波器校正后的输出速度信息来修正双星定位系统的输出水平位置信息 ,然后与惯导进行组合 ,建立了其状态方程与观测方程。仿真结果证明该方案切实可行 。 展开更多
关键词 双星定位系统 同步卫星导航 捷联惯性导航 位置误差 卡尔曼滤波 组合导航系统
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GPS/SINS组合导航系统状态的可观测度分析方法 被引量:6
11
作者 帅平 陈定昌 江涌 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期12-19,共8页
系统状态的可观测度是检验所设计的Kalman滤波器的收敛精度和速度的重要指标。首先 ,分别论述分段式定常系统 (PWCS)的可观测性分析方法和基于奇异值分解的系统状态可观测度分析方法。然后 ,证明GPS/SINS组合导航系统满足PWCS分析定理要... 系统状态的可观测度是检验所设计的Kalman滤波器的收敛精度和速度的重要指标。首先 ,分别论述分段式定常系统 (PWCS)的可观测性分析方法和基于奇异值分解的系统状态可观测度分析方法。然后 ,证明GPS/SINS组合导航系统满足PWCS分析定理要求 ,并进一步提出改进的线性时变系统状态的可观测度分析方法 ,以适用于分析全弹道过程系统状态的可观测度。最后 。 展开更多
关键词 GPS/sins组合导航系统 全球定位系统 捷联惯性导航系统 可观测度分析 分段定常系统
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基于SINS-里程计-地图匹配的地铁列车定位方法研究
12
作者 王博韬 任升莲 +2 位作者 陈义华 李英明 骆进赛 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第11期1478-1485,共8页
针对地铁列车运行环境特殊、定位信息获取困难的问题,文章提出一种联合导航方法。该方法基于捷联惯性导航系统(strapdown inertial navigation system,SINS)-里程计组合与改进地图匹配算法的联合使用,在导航时,首先收集SINS和里程计输... 针对地铁列车运行环境特殊、定位信息获取困难的问题,文章提出一种联合导航方法。该方法基于捷联惯性导航系统(strapdown inertial navigation system,SINS)-里程计组合与改进地图匹配算法的联合使用,在导航时,首先收集SINS和里程计输出的速度、角速度和姿态数据,利用卡尔曼滤波算法进行组合定位计算,再通过地图匹配算法对输出数据进行修正,得到最终的定位数据。仿真实验结果表明,在地铁列车环境中进行SINS-里程计组合导航,可以很大程度地减小定位误差,所得定位数据经过地图匹配算法修正后,定位精度在多种轨迹实验中能达到m级,相较于SINS导航最大可提升80%以上。该文联合导航方法适合用于地铁列车的准确定位。 展开更多
关键词 组合导航 地铁列车定位 捷联惯性导航系统(sins) 卡尔曼滤波 地图匹配
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基于MEMS的惯性导航系统研究与设计 被引量:10
13
作者 张晓玉 丁文武 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第1期56-59,共4页
提出了一种基于MEMS的捷联式惯性导航系统硬件和软件设计方法。设计了以ARM9处理器为核心的硬件平台,介绍了核心处理器及惯性器件的选型,给出了硬件系统组成;提出了基于嵌入式实时操作系统的软件设计方法,给出基于该操作系统的多任务设... 提出了一种基于MEMS的捷联式惯性导航系统硬件和软件设计方法。设计了以ARM9处理器为核心的硬件平台,介绍了核心处理器及惯性器件的选型,给出了硬件系统组成;提出了基于嵌入式实时操作系统的软件设计方法,给出基于该操作系统的多任务设计方法及导航算法流程;该导航系统能够实现MEMS信息的实时提取、计算、位姿输出。 展开更多
关键词 MEMS 捷联惯性导航 实时操作系统 导航算法
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捷联式车载重力测量技术发展 被引量:2
14
作者 赵军阳 张克凡 +2 位作者 张志利 李新宇 李永旭 《电光与控制》 北大核心 2025年第4期58-64,共7页
捷联式车载重力测量是继卫星重力测量和航空重力测量之后迅速发展起来的动态重力测量方法,已逐渐成为大面积陆地重力空白区普查和区域重力加密测量时不可或缺的重要手段,所获取的精密重力信息能很好地支持大地测量、灾害预警、资源勘探... 捷联式车载重力测量是继卫星重力测量和航空重力测量之后迅速发展起来的动态重力测量方法,已逐渐成为大面积陆地重力空白区普查和区域重力加密测量时不可或缺的重要手段,所获取的精密重力信息能很好地支持大地测量、灾害预警、资源勘探、空间探测和武器工业等研究。对捷联式车载重力测量的国内外发展、研究现状及研究趋势进行了系统介绍,分析了捷联式车载重力测量涉及的关键问题,最后对捷联式车载重力测量技术进行总结。 展开更多
关键词 车载重力测量 捷联重力仪 重力异常 捷联惯性导航系统
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捷联式重力无源导航系统 被引量:1
15
作者 蔡体菁 黄俊翔 《压电与声光》 CAS 北大核心 2020年第5期631-634,共4页
为了满足水下运载体长航时、高精度、低成本的导航需要,提出由激光陀螺单轴旋转捷联惯性导航系统、计程仪、深度计、光纤陀螺捷联式重力仪和数字重力异常图组成的捷联式重力无源导航系统。运载体的位置由激光陀螺单轴旋转捷联惯性导航... 为了满足水下运载体长航时、高精度、低成本的导航需要,提出由激光陀螺单轴旋转捷联惯性导航系统、计程仪、深度计、光纤陀螺捷联式重力仪和数字重力异常图组成的捷联式重力无源导航系统。运载体的位置由激光陀螺单轴旋转捷联惯性导航系统给出;光纤陀螺捷联式重力仪、计程仪和深度计组成水下捷联式重力测量系统,以激光陀螺单轴旋转捷联惯性导航系统提供的位置信息、计程仪提供的速度信息和深度计提供的水深信息作为观测量,应用扩展卡尔曼滤波计算出东、北、天坐标系下加速度计比力值,使用低通滤波实时获得重力值和重力异常值。根据存贮在计算机中的数字重力异常图,运用相关极值法,计算得到运载体位置。2019年底,捷联式重力无源导航系统进行了长时间船载试验,对该系统试验数据进行了离线处理。试验结果表明,在匹配海域内,运载体位置误差小于1个重力异常图格网大小。 展开更多
关键词 旋转捷联惯导系统(sins) 捷联重力仪 重力异常图 重力无源导航
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一种新型的GPS/SINS导航系统对准方法
16
作者 刘危 解旭辉 李圣怡 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第6期17-19,26,共4页
对准是一切导航系统运行前必经的步骤,对于低成本的GPS/SINS导航系统尤其重要,在对一种在研导航系统杆臂效应分析的基础上提出了一种新的对准方法,可有效提高现场对准能力,实现实时补偿。
关键词 GPS/sins导航系统 卡尔曼滤波 杆臂效应 全球卫星定位系统 捷联惯性导航系统 实时补偿算法
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基于SINS/RTK的动平台起降无人机导航系统研制 被引量:7
17
作者 李星海 闫志安 +3 位作者 徐亮 许常燕 李宝林 龚巧 《压电与声光》 CAS 北大核心 2020年第6期848-853,共6页
针对无人机在动平台起降时对导航系统提出的导航精度高,解算无人机与动平台降落点的相对定位精度高,体积小及质量小等要求,该文基于捷联惯性导航(SINS)、北斗动动载波相位差分(RTK)技术及采用卡尔曼滤波多源导航信息融合技术,研制了动... 针对无人机在动平台起降时对导航系统提出的导航精度高,解算无人机与动平台降落点的相对定位精度高,体积小及质量小等要求,该文基于捷联惯性导航(SINS)、北斗动动载波相位差分(RTK)技术及采用卡尔曼滤波多源导航信息融合技术,研制了动平台起降无人机导航系统。试验结果表明,系统地理系导航精度:航向≤0.2°(1σ(σ为方差)),姿态≤0.15°(1σ),水平定位≤0.4 m(1σ),高度≤0.8 m(1σ);动态下导航系统与移动基准站相对精度:水平定位≤0.05 m(1σ),高度≤0.1 m(1σ)。飞行试验表明,导航系统满足无人机在动平台起降对导航精度的要求。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统(sins) 北斗卫星导航 载波相位差分(RTK) 无人机 动平台 相对定位 北斗基准站
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磁——惯性导航系统的实用条件和可行对策
18
作者 张学孚 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 1993年第4期39-47,55,共10页
本文介绍了捷联式磁强计与惯性元件构成磁——惯性导航系统的方案;指出了国内外研制的新产品不能正式使用的三个问题:磁强计使用误差、环境磁场数据库不完善不准确和磁异常区工作性能失准;分析了其根本原因在于磁强计制造误差、安装误... 本文介绍了捷联式磁强计与惯性元件构成磁——惯性导航系统的方案;指出了国内外研制的新产品不能正式使用的三个问题:磁强计使用误差、环境磁场数据库不完善不准确和磁异常区工作性能失准;分析了其根本原因在于磁强计制造误差、安装误差和载体磁场干扰误差;提出了采用自动校正的12常数修正数学模型进行全误差(包括高阶罗差)修正,将应用磁场数据计算的方位姿态精度提高到0.1°以内,实现加权余度计算,消除应用惯性数据计算的方位姿态的累积漂移误差的方法,并在此精化方法基础上自动判别实时位置的数据库数据准确性,当证明其数据不完善不准确时自动切入纯惯性工作状态和计算充实修正数据库。上述方案不仅可用于解决磁——惯性导航系统正式使用问题,而且可降低磁强计和惯性元件的精度要求,并获得较高的方位姿态和导航定位精度。 展开更多
关键词 惯性导航系统 惯性元件 漂移误差 捷联 安装误差 环境磁场 初始对准 磁场干扰 导航定位精度 磁异常
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基于误差状态量的卡尔曼滤波器在SINS+GPS组合导航中的应用 被引量:1
19
作者 羊彦 侯小林 +1 位作者 张杨 景占荣 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期685-689,共5页
卡尔曼滤波(KF)在SINS+GPS组合制导方法中应用广泛,但是运载体的传感器数学模型一般为非线性,其模型复杂度和运算量较大。文章提出了SINS+GPS组合制导中基于误差状态量的卡尔曼滤波算法,为了回避非线性所带来的复杂性,将GPS数据与惯性... 卡尔曼滤波(KF)在SINS+GPS组合制导方法中应用广泛,但是运载体的传感器数学模型一般为非线性,其模型复杂度和运算量较大。文章提出了SINS+GPS组合制导中基于误差状态量的卡尔曼滤波算法,为了回避非线性所带来的复杂性,将GPS数据与惯性导航数据的误差作为状态量,由于误差的数学模型为线性,明显降低了设计难度。文中给出了设计过程和导航系统的数学模型,对该模型的状态参数进行了设置,最后用仿真试验证明了该算法的有效性。 展开更多
关键词 算法 分析 设计 误差模型 反馈 全球定位系统(GPS) 惯性导航系统 卡尔曼滤波(KF) 模型 参数估计 传感器 仿真 捷联惯性导航系统(sins)
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基于SINS/DVL与LBL交互辅助的AUV水下定位系统 被引量:9
20
作者 张涛 陈立平 +1 位作者 石宏飞 胡贺庆 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期769-774,共6页
针对AUV水下定位系统存在的缺陷,设计了一种基于SINS/DVL与LBL交互辅助的AUV水下导航定位系统。系统由安装在AUV上的SINS、DVL、发声源及布放在海底已知位置的LBL水声定位基阵组成。SINS/DVL估计的位置信息既辅助到达时延差估计,修正声... 针对AUV水下定位系统存在的缺陷,设计了一种基于SINS/DVL与LBL交互辅助的AUV水下导航定位系统。系统由安装在AUV上的SINS、DVL、发声源及布放在海底已知位置的LBL水声定位基阵组成。SINS/DVL估计的位置信息既辅助到达时延差估计,修正声速,提高LBL定位估计的精度,又作为Taylor级数展开迭代法所需的迭代初始值,辅助LBL估计AUV位置。然后利用LBL系统估计的位置信息校正SINS/DVL的累积误差。仿真结果表明,当AUV靠近LBL基阵时,与传统方法相比,该系统能更有效地修正SINS/DVL系统的累积误差,使定位误差小于2 m,适用于水下定位导航。 展开更多
关键词 自主水下航行器 捷联惯性导航系统 LBL 水下定位系统
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