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高动态环境下的捷联惯导系统姿态算法的研究 被引量:5
1
作者 牟淑志 卜雄洙 李永新 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第3期11-13,16,共4页
捷联姿态算法性能的优劣直接影响捷联系统的导航精度,文中以精确弹药为应用对象,对高动态环境下的四元数的四阶-龙格库塔法和三子样旋转矢量法通过仿真进行了比较。以典型圆锥运动为输入信号,以圆锥漂移为检验算法的基准,应用simulink... 捷联姿态算法性能的优劣直接影响捷联系统的导航精度,文中以精确弹药为应用对象,对高动态环境下的四元数的四阶-龙格库塔法和三子样旋转矢量法通过仿真进行了比较。以典型圆锥运动为输入信号,以圆锥漂移为检验算法的基准,应用simulink建立的仿真模型给出了姿态角误差仿真的结果,并对结果进行了分析。仿真结果表明,等效旋转矢量法对提高高动态环境下的导航精度更具有实用价值。 展开更多
关键词 SIMULINK SINS 姿态算法 四元数 旋转矢量 捷联系统
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捷联惯导系统姿态算法研究 被引量:16
2
作者 柴卫华 侯芸 《现代防御技术》 2001年第4期42-45,共4页
姿态算法是捷联惯导系统算法中的一个重要组成部分 ,研究了一种新的递推补偿方法并在BorlandC语言环境下进行了仿真 。
关键词 捷联系统 姿态算法 捷联算法 四元数 等效旋转矢量
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捷联惯导系统姿态算法实现及工程应用 被引量:7
3
作者 田亚军 周刚 +5 位作者 胡军照 孙东雷 杨黔龙 闵涛 韩娟妮 尹立新 《四川兵工学报》 CAS 2011年第1期10-12,23,共4页
对适合工程应用的捷联惯导系统姿态算法进行分析,在随机干扰、陀螺漂移以及分辨率误差条件下进行了仿真,对姿态算法的精度和抗干扰性进行了考核,确定陀螺的指标和系统姿态算法,对系统进行了标定,将龙格库塔算法应用在捷联惯导系统工程... 对适合工程应用的捷联惯导系统姿态算法进行分析,在随机干扰、陀螺漂移以及分辨率误差条件下进行了仿真,对姿态算法的精度和抗干扰性进行了考核,确定陀螺的指标和系统姿态算法,对系统进行了标定,将龙格库塔算法应用在捷联惯导系统工程样机中,完成了捷联惯导系统工程样机的建立。 展开更多
关键词 捷联系统 圆锥补偿算法 四元数
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一种改进的捷联惯导系统姿态算法 被引量:2
4
作者 张朝飞 杨孟兴 吴明强 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2012年第3期6-10,共5页
在应用旋转矢量的捷联惯导系统姿态解算中,陀螺采样频率一定的情况下,要提高圆锥误差的补偿精度,除了利用当前姿态更新周期内的陀螺输出,还应利用前面周期的陀螺输出。通过分析,提出了一种利用前M个周期输出的N子样圆锥误差补偿算法的... 在应用旋转矢量的捷联惯导系统姿态解算中,陀螺采样频率一定的情况下,要提高圆锥误差的补偿精度,除了利用当前姿态更新周期内的陀螺输出,还应利用前面周期的陀螺输出。通过分析,提出了一种利用前M个周期输出的N子样圆锥误差补偿算法的通用形式。这种补偿算法的系数可由矩阵的简单计算获得,无需繁琐推导。最后,通过理论推导和仿真验证,该算法在不增加子样数的基础上能有效提高圆锥误差的补偿精度。 展开更多
关键词 旋转矢量 捷联系统 采样频率 圆锥误差
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捷联惯导系统姿态算法误差的频域分析
5
作者 张长亮 雷虎民 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第S9期889-891,共3页
从频域角度分析了捷联惯导系统在姿态解算过程中误差产生的原因,并在典型圆锥运动情况下进行了定量计算。结果表明,由于采样和量化过程中的误差,使惯导系统输出的姿态角出现了耦合误差,并提出了对采样信号进行预处理即设计滤波函数以减... 从频域角度分析了捷联惯导系统在姿态解算过程中误差产生的原因,并在典型圆锥运动情况下进行了定量计算。结果表明,由于采样和量化过程中的误差,使惯导系统输出的姿态角出现了耦合误差,并提出了对采样信号进行预处理即设计滤波函数以减小采样信号失真的观点。 展开更多
关键词 捷联系统 Dirichlet条件 采样
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一种改进的高精度三自捷联惯导系统级标定算法
6
作者 贾琳 严恭敏 刘生攀 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第7期646-653,共8页
针对高精度三自捷联惯导自标定过程中,由于框架及转位控制机构的晃动导致传统标定算法误差较大问题,提出一种基于参数拟合方法的改进系统级标定算法。在不改变原有标定流程的情况下,合理增加系统观测量,同时细化转动过程中失准角增量数... 针对高精度三自捷联惯导自标定过程中,由于框架及转位控制机构的晃动导致传统标定算法误差较大问题,提出一种基于参数拟合方法的改进系统级标定算法。在不改变原有标定流程的情况下,合理增加系统观测量,同时细化转动过程中失准角增量数学模型的标定算法,解决了传统算法中姿态失准角建模误差过大问题,使算法具有精度高、无依托和抗晃动等特点。仿真和实物实验验证结果表明:相比于传统的比力/角速度投影法和速度误差法,所提算法能够在框架晃动的情况下提高三自捷联惯导的标定精度,尤其是对陀螺常值漂移的标定,在实验设置的内外框均晃动的条件下,其稳定性结果相较与传统的两种算法分别提升约55%和21%。 展开更多
关键词 三自捷联 参数拟合 系统级标定 抗晃动
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捷联惯性导航系统的姿态算法优化设计 被引量:21
7
作者 刘巧光 杨海军 +2 位作者 郭美凤 滕云鹤 章燕申 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 1999年第2期2-6,共5页
在圆锥运动条件下,具有相同时间间隔的两个角增量的叉乘对圆锥补偿的贡献相等。本文根据这一特点,设计了一种捷联惯导系统姿态算法,在圆锥补偿获得相同精度的情况下,它的计算量较少。同时,利用此特点,推导出利用前一圆锥补偿周期... 在圆锥运动条件下,具有相同时间间隔的两个角增量的叉乘对圆锥补偿的贡献相等。本文根据这一特点,设计了一种捷联惯导系统姿态算法,在圆锥补偿获得相同精度的情况下,它的计算量较少。同时,利用此特点,推导出利用前一圆锥补偿周期的角增量进行圆锥补偿的算法,提高了补偿精度。本文给出了仿真实验结果。本文为研制激光陀螺捷联惯导系统提供了一种高精度算法。 展开更多
关键词 捷联系统 姿态算法 圆锥补偿算法
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捷联惯导系统姿态更新旋转矢量算法的优化 被引量:6
8
作者 郭访社 于云峰 +2 位作者 刘书盼 龚宇迪 李仪 《计算机工程与科学》 CSCD 2008年第9期69-72,共4页
本文研究了捷联惯导系统姿态更新的旋转矢量算法,并以圆锥运动为条件,对旋转矢量算法进行了优化和仿真,分析了锥运动环境下数学平台的算法漂移。
关键词 捷联系统 姿态更新 旋转矢量 四子样 优化
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捷联惯导系统中一种高精度姿态更新算法的推证 被引量:6
9
作者 康帅 庞华伟 周伟林 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期67-71,共5页
在捷联惯导系统中 ,姿态更新的计算是捷联惯导系统的关键问题之一。文章对四元数更新算法进行了研究 ,提出了一种新的四元数四阶泰勒展开高精度航姿算法 ,并在理论上给出了详细的数学推导和证明 ;
关键词 推证 四阶 四元数 算法 泰勒展开 证明 数学推 捷联系统 姿态更新 关键问题
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船用捷联惯导系统的姿态算法研究 被引量:4
10
作者 许刚 陆恺 田蔚风 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 1997年第4期16-19,共4页
本文研究了在船舶摇摆运动下的捷联惯导系统姿态算法问题,对于不同的采样周期,姿态误差不同的情况,得出了船用捷联系统应该采用等效转动矢量法消除不可交换性误差,以提高姿态精度的结论,仿真结果表明在不减小采样周期的前提下,等... 本文研究了在船舶摇摆运动下的捷联惯导系统姿态算法问题,对于不同的采样周期,姿态误差不同的情况,得出了船用捷联系统应该采用等效转动矢量法消除不可交换性误差,以提高姿态精度的结论,仿真结果表明在不减小采样周期的前提下,等效转动矢量法能大大提高姿态精度。 展开更多
关键词 捷联系统 姿态算法 等效转动矢量 不可交换性误差
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一种捷联惯导系统姿态测量新算法的应用研究 被引量:6
11
作者 张亚崇 郭圣权 《火力与指挥控制》 CSCD 2000年第1期77-80,共4页
为改进捷联惯导系统姿态矩阵的解算、实时计算等问题 ,本文引入四元数三阶泰勒展开递推式作为捷联惯导系统的姿态更新算法 ,着重解决了使用三阶泰勒展开递推式进行姿态计算的方法 ,并对某陆地捷联惯导系统的量测数据 ,用 C语言进行了相... 为改进捷联惯导系统姿态矩阵的解算、实时计算等问题 ,本文引入四元数三阶泰勒展开递推式作为捷联惯导系统的姿态更新算法 ,着重解决了使用三阶泰勒展开递推式进行姿态计算的方法 ,并对某陆地捷联惯导系统的量测数据 ,用 C语言进行了相应的仿真。 展开更多
关键词 捷联系统 仿真 姿态测量 算法
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船用捷联惯性导航系统姿态算法精度评估研究 被引量:4
12
作者 冯丹琼 徐晓苏 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第4期10-13,共4页
分析了捷联惯性导航系统姿态解算中不可交换性误差产生原因,提出并分析了一种旋转矢量误差估计模型,并从该模型出发推导了几种高精度的捷联姿态算法,提出了由角速度提取角增量的梯形算法。以船舶为应用对象,进行了数字仿真和算法精度分... 分析了捷联惯性导航系统姿态解算中不可交换性误差产生原因,提出并分析了一种旋转矢量误差估计模型,并从该模型出发推导了几种高精度的捷联姿态算法,提出了由角速度提取角增量的梯形算法。以船舶为应用对象,进行了数字仿真和算法精度分析比较,结果表明:等效旋转矢量法和梯形算法可以提高系统的姿态解算精度。 展开更多
关键词 捷联系统 姿态解算 等效旋转欠量 梯形算法
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一种微捷联惯导系统姿态角最优估计算法研究 被引量:5
13
作者 刘瑞华 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第1期142-145,共4页
回顾了捷联惯导系统姿态角的传统解法,分析了这种算法在基于MEMS-IMU的捷联惯导系统中导致姿态角计算误差过大的基本原因。针对MEMS陀螺具有较大漂移的特点,引入了一种新的基于卡尔曼滤波器的姿态角最优估计算法,并对算法进行了数值仿... 回顾了捷联惯导系统姿态角的传统解法,分析了这种算法在基于MEMS-IMU的捷联惯导系统中导致姿态角计算误差过大的基本原因。针对MEMS陀螺具有较大漂移的特点,引入了一种新的基于卡尔曼滤波器的姿态角最优估计算法,并对算法进行了数值仿真。结果表明,该方法能极大提高姿态角的计算精度。 展开更多
关键词 捷联系统 姿态 微机电系统 性测量元件 最优估计
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关于激光捷联惯性导航系统姿态算法的分析 被引量:1
14
作者 吕伟 王艳东 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第5期6-9,共4页
圆锥误差和量化误差是激光捷联惯性导航系统姿态解算误差的两个最主要的误差源。从分析圆锥误差产生的机理出发,分别分析了以角度和角速度为计算参数的圆锥误差补偿算法,并对量化误差对圆锥误差补偿算法的影响进行了研究。通过理论分析... 圆锥误差和量化误差是激光捷联惯性导航系统姿态解算误差的两个最主要的误差源。从分析圆锥误差产生的机理出发,分别分析了以角度和角速度为计算参数的圆锥误差补偿算法,并对量化误差对圆锥误差补偿算法的影响进行了研究。通过理论分析和数字仿真,得出在实际工程应用中,采用角速度为输入信息的激光捷联惯性导航系统姿态算法应该在考虑量化误差的情况下,采用以角速度为计算参数的圆锥误差补偿算法。 展开更多
关键词 激光捷联系统 姿态算法 圆锥误差 量化误差
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捷联惯导系统算法比较研究 被引量:12
15
作者 雷鸣 蔡体菁 李勇建 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2002年第1期20-24,共5页
运用四子样圆锥补偿现代捷联惯导系统姿态算法,针对船舶的摇摆运动在数字信号处理芯片(DSPs)上进行了仿真,并与三子样圆锥补偿算法、三子样等效转动矢量法和单子样毕卡逼近法的仿真结果进行了比较。结果表明:四子样圆锥补偿能更有效地... 运用四子样圆锥补偿现代捷联惯导系统姿态算法,针对船舶的摇摆运动在数字信号处理芯片(DSPs)上进行了仿真,并与三子样圆锥补偿算法、三子样等效转动矢量法和单子样毕卡逼近法的仿真结果进行了比较。结果表明:四子样圆锥补偿能更有效地抑制不可交换误差,提高姿态精度,且整个导航算法在TMS320C6211 EVM仿真器上运行,所花时间为5.3 毫秒。 展开更多
关键词 捷联惯导系统姿态算法 圆锥补偿 等效转动矢量 数字信号处理 仿真
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基于视觉-惯导信息融合的采场支架姿态感知方法
16
作者 邢轲轲 程敬义 +5 位作者 许忠鑫 万志军 薛民体 闫万梓 包阔 易俊杰 《工矿自动化》 北大核心 2025年第3期32-38,共7页
针对目前采场支架姿态感知中惯导方法存在漂移误差大、解算精度低,以及视觉方法存在相机易受粉尘与设备遮挡而位姿识别误差大等问题,提出了一种基于视觉-惯导信息融合的采场支架姿态感知方法。首先将四特征点红外标靶固定于支架底座凸台... 针对目前采场支架姿态感知中惯导方法存在漂移误差大、解算精度低,以及视觉方法存在相机易受粉尘与设备遮挡而位姿识别误差大等问题,提出了一种基于视觉-惯导信息融合的采场支架姿态感知方法。首先将四特征点红外标靶固定于支架底座凸台,将双目相机分别固定于支架顶梁与掩护梁,采用基于Canny-最小二乘法的靶标识别方法和基于四特征点的BA-PnP算法解算顶梁、掩护梁相对底座的俯仰角、横滚角。然后将惯性测量单元固定于液压支架顶梁、掩护梁、底座,通过惯性测量单元中MEMS陀螺仪和加速度计的互补滤波方法解算顶梁、掩护梁、底座在世界坐标系下的俯仰角、横滚角。最后将视觉系统解算的姿态角与惯导解算的姿态角进行扩展卡尔曼滤波多源信息融合,利用视觉信息的低频稳定性抑制惯性测量单元的累计误差,得到精确的采场支架姿态。采用基于视觉、惯导和视觉-惯导信息融合3种支架姿态感知方法进行对比实验,结果表明:①初始静止状态下,3种方法的精度均较高,但随着支架运行循环次数增加,基于视觉、惯导的感知结果逐渐偏离真值。②基于视觉、惯导和视觉-惯导信息融合方法的顶梁相对底座的俯仰角感知均方根误差分别为0.201,0.190,0.081°,掩护梁相对底座的俯仰角感知均方根误差分别为0.340,0.297,0.162°。③基于视觉-惯导信息融合方法解算的液压支架立柱伸缩长度的均方根误差为13.682 mm,满足现场需求。基于视觉-惯导信息融合的采场支架姿态感知方法可为液压支架智能化控制提供更准确的姿态参数。 展开更多
关键词 液压支架姿态感知 视觉信息融合 性测量单元 扩展卡尔曼滤波 光束平差-透视点定位姿态估计算法 IMU
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一种惯导/路基无线电组合导航鲁棒算法
17
作者 杨泳 孔令兵 +2 位作者 李东霖 徐开俊 向宏辉 《导航定位学报》 北大核心 2025年第2期156-164,共9页
针对测距仪(DME)导航系统在机场终端运行环境下量测信号易受干扰的问题,提出一种基于卡方检验的抗差鲁棒算法:建立捷联惯导系统(SINS)/DME/DME组合导航系统,并推导双测距仪(DME/DME)定位的量测方程;在卡尔曼滤波算法的基础上,引入卡方... 针对测距仪(DME)导航系统在机场终端运行环境下量测信号易受干扰的问题,提出一种基于卡方检验的抗差鲁棒算法:建立捷联惯导系统(SINS)/DME/DME组合导航系统,并推导双测距仪(DME/DME)定位的量测方程;在卡尔曼滤波算法的基础上,引入卡方检验检测量测信息,对异常量测信息采用三段式法加权处理。仿真结果表明,提出的算法可有效检测到异常量测信息,降低单一时刻大量级量测故障、持续低量级量测粗差与持续大量级量测粗差对导航定位精度的影响,将导航定位精度的变化范围分别控制在-1%2%、5%18%与-0.2%1%,能够保证系统的稳定性,具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 捷联系统(SINS)/测距仪(DME)/DME 卡方检验 残差 三段式法 鲁棒性
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捷联惯导系统初始姿态和仪表误差标定迭代算法研究 被引量:4
18
作者 杨大烨 谢天怀 胡宝余 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2002年第3期15-20,共6页
从工程实用角度出发,提出了一种在初始方位已知的情况下同时进行姿态估计和仪表误差标定的迭代计算方法。半实物仿真结果表明:该方法在占用一定初始对准时间的条件下能在线补偿仪表误差,并能显著提高惯导系统导航精度,效率较高。
关键词 仪表误差标定 捷联系统 初始对准 卡尔曼滤波 迭代算法
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基于四元数法的捷联式惯性导航系统的姿态解算 被引量:176
19
作者 张荣辉 贾宏光 +1 位作者 陈涛 张跃 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1963-1970,共8页
载体的姿态解算算法是实现捷联式惯性导航系统精确导航的核心技术之一。分析了欧拉法、方向余弦法、四元数法求解姿态矩阵的优缺点,采用四元数法与方向余弦法两种解算方法分别计算载体姿态,两种方法的计算结果之差与理论真值比较以得到... 载体的姿态解算算法是实现捷联式惯性导航系统精确导航的核心技术之一。分析了欧拉法、方向余弦法、四元数法求解姿态矩阵的优缺点,采用四元数法与方向余弦法两种解算方法分别计算载体姿态,两种方法的计算结果之差与理论真值比较以得到解算的相对误差,从而验证了四元数法的正确性和有效性。最后,指出提高采样频率和采用高阶计算算法能进一步减小姿态解算误差。数字化仿真与转台试验结果表明,本文提出的载体姿态解算法的理论数值相对误差为10-10%,测试实验相对误差为10-3%,计算时间为36μs,具有良好的实时性。 展开更多
关键词 捷联系统 姿态解算 四元数法 飞行航控制技术
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基于神经网络的无陀螺捷联惯导系统姿态预测 被引量:8
20
作者 曹咏弘 张慧 +2 位作者 马铁华 范锦彪 祖静 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2008年第2期159-161,170,共4页
在无陀螺捷联惯导系统中,以工程问题为研究背景,针对以往解算载体角速度精度不高,导航误差随时间积累较快的问题,提出了基于信息融合理论的BP神经网络模型预测飞行体姿态的系统,并采用LM算法,提高学习速度。在研究了加速度传感器输出信... 在无陀螺捷联惯导系统中,以工程问题为研究背景,针对以往解算载体角速度精度不高,导航误差随时间积累较快的问题,提出了基于信息融合理论的BP神经网络模型预测飞行体姿态的系统,并采用LM算法,提高学习速度。在研究了加速度传感器输出信号对飞行体姿态影响的基础上,将加速度计的输出信息作为输入变量,飞行体的实时三轴角速度作为目标信号建立网络模型。选取测试样本进行训练,得到较高精度的角速度输出,再运用四元数法解算姿态角,从一定程度上抑制了误差的积累。仿真结果表明该优化算法收敛速度快,对角速度的预测精度较高,并且合理选择及增加样本信息可以提高网络的泛化能力,为该系统走向工程实践提供了理论依据。 展开更多
关键词 无陀螺捷联系统 BP神经网络 角速度 姿态解算
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