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弹载捷联惯性导航系统的全参数标定
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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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捷联惯性导航系统误差模型综述 被引量:14
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作者 李涛 武元新 +2 位作者 薛祖瑞 胡小平 吴美平 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第4期66-72,共7页
不同的捷联惯性导航系统误差模型主要由误差的数学定义形式及误差的参考坐标系决定。在详细讨论了捷联惯性导航系统的误差模型在相同的参考坐标系下不同的数学形式时的误差方程,以及相同的数学形式下不同参考坐标系时误差模型间数学关... 不同的捷联惯性导航系统误差模型主要由误差的数学定义形式及误差的参考坐标系决定。在详细讨论了捷联惯性导航系统的误差模型在相同的参考坐标系下不同的数学形式时的误差方程,以及相同的数学形式下不同参考坐标系时误差模型间数学关系的基础上,推导了乘性四元数误差之间和旋转矢量误差之间的关系,并给出了在应用不同误差模型时的注意事项。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 误差模型 综述 参考坐标系 乘性四元数误差 旋转矢量误差 数学形式
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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
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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 捷联惯性导航系统 姿态算法 圆锥补偿算法
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基于捷联惯性导航的井下人员精确定位系统 被引量:37
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作者 吕振 刘丹 李春光 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1149-1152,共4页
针对目前井下人员无法精确定位的问题,根据人员移动速度慢、方向多变的特点,研究出基于捷联惯性导航技术的井下人员精确定位方法.通过选择灵敏度高的惯性传感器,检测人员运动的三轴加速度和角速度数据,通过角速度值计算人员运动的姿态角... 针对目前井下人员无法精确定位的问题,根据人员移动速度慢、方向多变的特点,研究出基于捷联惯性导航技术的井下人员精确定位方法.通过选择灵敏度高的惯性传感器,检测人员运动的三轴加速度和角速度数据,通过角速度值计算人员运动的姿态角,利用姿态信息对加速度数据进行坐标变换,进而解算出载体在运动方向上的速度和相对于定位坐标系的移动里程信息,完成对载体的定位功能.针对传感器的随机误差影响定位精度的问题,提出利用UFK滤波算法对位置计算中需要的姿态信息进行最优估计,提高定位精度.对系统长时间积累误差使用射频路标修正.完成了定位系统软硬件设计,在试验中取得较好效果. 展开更多
关键词 捷联惯性导航 井下人员定位 矿井安全
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一种激光陀螺捷联惯性导航系统级标定方法 被引量:10
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作者 董春梅 任顺清 +1 位作者 陈希军 李巍 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1618-1626,共9页
为优化激光捷联惯性导航在卧式三轴转台上的系统级标定方案,设计了卧式三轴转台外环轴整周旋转对惯性测量单元(IMU)误差参数的激励方法。基于捷联惯性导航的误差方程,阐述了速度误差与IMU误差参数间的关系,从而建立IMU系统级标定模型。... 为优化激光捷联惯性导航在卧式三轴转台上的系统级标定方案,设计了卧式三轴转台外环轴整周旋转对惯性测量单元(IMU)误差参数的激励方法。基于捷联惯性导航的误差方程,阐述了速度误差与IMU误差参数间的关系,从而建立IMU系统级标定模型。该模型具有加速度计误差参数仅反应在观测量北向分量、陀螺误差参数仅反应在观测量东向分量的特点,消除了加速度计和陀螺误差参数标定误差的相互影响。根据准D最优准则,设计了正二十面体12点计划的双轴位置单轴速率翻滚法,利用最小二乘法辨识出IMU的24项误差参数。通过给加速度计和陀螺加入不同测量噪声,对IMU标定模型进行仿真,结果表明该方法可抑制加速度计和陀螺的测量噪声对标定结果的影响。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 加速度计 陀螺仪 系统级标定 惯性测量单元 误差参数
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基于横坐标系的捷联惯性导航系统/多普勒速度仪极区组合导航算法 被引量:14
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作者 张福斌 马朋 王智辉 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1229-1235,共7页
针对传统指北方位的惯性导航力学编排在高纬度地区因地理经线快速收敛,建立相对于经线的航向越来越困难,以及在地理极点存在奇异值等问题,结合自主水下航行器在导航过程中对自主性、导航精度等需要,提出了基于横坐标系的捷联惯性导航系... 针对传统指北方位的惯性导航力学编排在高纬度地区因地理经线快速收敛,建立相对于经线的航向越来越困难,以及在地理极点存在奇异值等问题,结合自主水下航行器在导航过程中对自主性、导航精度等需要,提出了基于横坐标系的捷联惯性导航系统/多普勒速度仪极区组合导航方案。给出了横地球坐标系、横地理坐标系等定义以及与常规导航坐标系的转换关系;通过类比常用的指北方位惯性导航力学编排推导了基于横坐标系的惯性导航力学编排;设计了适用于极区的捷联惯性导航系统/多普勒速度仪组合导航卡尔曼滤波算法;对设计的组合导航系统进行了仿真分析。结果表明,该导航方案能有效抑制方位失准角的增长,导航定位精度可满足自主水下航行器极区导航的要求。 展开更多
关键词 控制科学与技术 组合导航 极区 横坐标系 捷联惯性导航系统
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捷联惯性导航系统旋转调制技术研究 被引量:11
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作者 杨建业 蔚国强 +2 位作者 汪立新 张胜修 信东 《电光与控制》 北大核心 2009年第12期30-33,42,共5页
捷联惯性导航系统的旋转调制技术是一种自校正方法,它能在不使用外部信息的条件下,自动补偿陀螺漂移和加速度计零偏引起的系统导航误差。该技术在国外潜艇和舰船上已得到成功应用,旋转捷联惯性导航系统的误差传播方程是研究旋转捷联惯... 捷联惯性导航系统的旋转调制技术是一种自校正方法,它能在不使用外部信息的条件下,自动补偿陀螺漂移和加速度计零偏引起的系统导航误差。该技术在国外潜艇和舰船上已得到成功应用,旋转捷联惯性导航系统的误差传播方程是研究旋转捷联惯导系统初始对准、系统级标定等的基础。基于此,推导了以地理坐标系为导航坐标系的单轴旋转捷联惯性导航系统的导航方程和误差传播方程(位置误差方程、速度误差方程、姿态误差方程),给出了误差传播的仿真结果。仿真表明,若采用单轴旋转调制技术,陀螺仪常值漂移和加速度计零偏引起的导航误差都可以得到有效补偿,而初始位置误差、速度误差及姿态误差引起的导航误差得不到补偿。将旋转调制技术应用于捷联惯导系统,能极大地提高武器系统的长期工作精度。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 旋转调制技术 自动补偿 导航误差
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重力辅助阻尼捷联惯性导航系统 被引量:14
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作者 奔粤阳 杨晓龙 +2 位作者 李倩 李敬春 阮双双 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1482-1488,共7页
在基于扩展卡尔曼滤波的重力辅助捷联惯性导航系统中,滤波器的状态方程为捷联惯性导航系统的误差方程。舒勒周期振荡误差存在于无阻尼捷联惯性导航系统中,同时也存在于滤波器的状态方程之中,从而对滤波器的估计精度造成一定影响。为了... 在基于扩展卡尔曼滤波的重力辅助捷联惯性导航系统中,滤波器的状态方程为捷联惯性导航系统的误差方程。舒勒周期振荡误差存在于无阻尼捷联惯性导航系统中,同时也存在于滤波器的状态方程之中,从而对滤波器的估计精度造成一定影响。为了消除滤波器状态方程中的舒勒周期振荡误差,设计捷联惯性导航系统工作于外水平阻尼状态,建立阻尼状态下的扩展卡尔曼滤波器状态方程以及重力异常观测方程。试验表明重力辅助阻尼捷联惯性导航系统96 h的定位精度优于0.5 nmile。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 阻尼 重力异常值 卡尔曼滤波器
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减振系统造成捷联惯性导航误差的有限元分析方法 被引量:8
9
作者 高军强 汤霞清 +1 位作者 黄湘远 程旭维 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1570-1577,共8页
为研究减振系统由于破坏捷联惯性导航与载体之间固联关系而造成的惯性导航测量误差,分析误差机理,提出一种基于有限元的分析方法。在有限元软件中建立带减振器的捷联惯性导航系统模型,利用轨迹发生器生成的运动参数,对载体及惯性导航系... 为研究减振系统由于破坏捷联惯性导航与载体之间固联关系而造成的惯性导航测量误差,分析误差机理,提出一种基于有限元的分析方法。在有限元软件中建立带减振器的捷联惯性导航系统模型,利用轨迹发生器生成的运动参数,对载体及惯性导航系统运动过程进行仿真。仿真结束后,从有限元分析结果中提取惯性器件测量数据,经导航解算,得到减振系统造成的惯性导航误差。研究结果表明,有限元分析方法能够实现减振系统造成惯性导航误差的定量分析,使得可以从捷联惯性导航测量精度的角度进行减振系统优化设计。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 捷联惯性导航系统 减振系统 误差 有限元分析
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捷联惯性导航、制导系统中方向余弦矩阵的递推算法 被引量:17
10
作者 李连仲 王小虎 蔡述江 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期349-353,共5页
数十年来,四元数及其解法成功地应用于捷联惯性导航和制导系统中,成为经典的算法。它定义了从导航坐标系到飞行器体坐标系的四元数,然后给出四元数更新方程,再根据实时确定的四元数求出体系到导航坐标系的方向余弦矩阵,以便将测得的体... 数十年来,四元数及其解法成功地应用于捷联惯性导航和制导系统中,成为经典的算法。它定义了从导航坐标系到飞行器体坐标系的四元数,然后给出四元数更新方程,再根据实时确定的四元数求出体系到导航坐标系的方向余弦矩阵,以便将测得的体系的视速度增量转换到导航系。从制导和导航角度看,上述方向余弦矩阵是必不可少的,而四元数却是中间变量,因此,本文跨越了四元数及其算法,根据方向余弦矩阵微分方程直接导出方向余弦矩阵的更新递推公式。数学仿真表明该算法的精度与四元数算法接近,但它具有更容易理解、计算量小、编程简单等优点,可以代替四元数方法。 展开更多
关键词 捷联惯性导航 方向余弦矩阵 四元数
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捷联惯性导航系统整体标定新方法 被引量:8
11
作者 张华强 赵剡 陈雨 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期459-463,共5页
针对不同型号的捷联惯性导航系统(SINS,Strapdown Inertial Navigation Sys-tem)测量量程及动态性能差异大,而常规标定方法难以提供多动态性信号激励的问题,提出一种利用离心机和转台对SINS进行整体标定的新方法.通过将转台安装在离心机... 针对不同型号的捷联惯性导航系统(SINS,Strapdown Inertial Navigation Sys-tem)测量量程及动态性能差异大,而常规标定方法难以提供多动态性信号激励的问题,提出一种利用离心机和转台对SINS进行整体标定的新方法.通过将转台安装在离心机上,调整转台姿态以及离心机旋转速度和旋转半径,可对SINS提供多范围、多运动形式的信号激励,实现对不同参数特性SINS的标定.建立了完整的离心机转台控制模型并对其进行了仿真验证,利用转台依次调整SINS到6个不同位置,控制离心机对每个位置进行正反两次共计12次旋转,即可标定出整个系统的24个误差参数.理论分析表明:该标定方法简单易操作,数据利用率高,激励信号设置灵活,具有一定的工程应用价值. 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 标定 离心机 转台
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一种适用于高动态强干扰环境的视觉辅助微机械捷联惯性导航系统/全球定位系统超紧组合导航系统 被引量:7
12
作者 李群生 赵剡 王进达 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2241-2249,共9页
为解决高动态、恶劣全球定位系统(GPS)环境下微机械捷联惯性导航系统(MEMSSINS)/GPS超紧组合导航系统抗干扰能力差的问题,提出一种适用于高动态强干扰环境的视觉辅助MEMS-SINS/GPS超紧组合导航系统。将双目视觉提供的姿态信息引入MEMS-S... 为解决高动态、恶劣全球定位系统(GPS)环境下微机械捷联惯性导航系统(MEMSSINS)/GPS超紧组合导航系统抗干扰能力差的问题,提出一种适用于高动态强干扰环境的视觉辅助MEMS-SINS/GPS超紧组合导航系统。将双目视觉提供的姿态信息引入MEMS-SINS/GPS超紧组合系统中,提高了平台失准角的可观测性;推导了系统的状态方程和量测方程,使用模糊控制方法对两个子滤波器的导航结果进行信息融合。通过数字仿真验证了该系统方案设计的可行性:当GPS信号受到强噪声或多径干扰造成跟踪精度下降时,双目视觉辅助MEMS-SINS/GPS超紧组合系统可以有效降低导航误差,系统位置误差和速度误差分别保持在5. 0 m和0. 5 m/s以内,有效地解决了低空飞行器在GPS信号被遮挡或干扰情况下的导航问题。 展开更多
关键词 组合导航系统 捷联惯性导航系统 全球定位系统 微机械 高动态 强干扰 视觉
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TMS320C6701在捷联惯性导航系统中的应用 被引量:3
13
作者 骆意 夏沈杰 +1 位作者 倪明 柴小丽 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2005年第16期213-214,共2页
介绍了一种基于TMS320C6701的捷联惯性导航系统,详细描述了系统的实现方案。该系统以DSP为核心运算单元,利用FPGA和MCU进行高速数据采集,具有较好的实时性。
关键词 DSP TMS320C6701 FPGA MCU 捷联惯性导航系统
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对偶四元数捷联惯性导航系统初始对准方法 被引量:5
14
作者 马韬 陈杰 陈文颉 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期56-61,共6页
采用对偶四元数将捷联惯性导航系统坐标系间的转动和平移统一考虑,以降低初始对准的模型复杂度和计算复杂性.给出了对偶四元数捷联惯性导航系统初始对准过程的粗对准模型,在此基础上,分别获得了基于加性和乘性对偶四元数误差的精对准模... 采用对偶四元数将捷联惯性导航系统坐标系间的转动和平移统一考虑,以降低初始对准的模型复杂度和计算复杂性.给出了对偶四元数捷联惯性导航系统初始对准过程的粗对准模型,在此基础上,分别获得了基于加性和乘性对偶四元数误差的精对准模型.以航向角估计为例进行仿真分析,结果表明,采用该方法的收敛速度比传统方法加快了约40%,对准精度提高约0.01°. 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 对偶四元数 初始对准 卡尔曼滤波
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激光陀螺捷联惯性导航系统误差分析及仿真计算 被引量:3
15
作者 吉翠萍 陈勇 +2 位作者 雷宏杰 韩宗虎 陈林峰 《应用光学》 CAS CSCD 2005年第3期5-8,共4页
 激光陀螺随机游走现象的存在,严重影响了捷联惯性导航系统的导航性能。本文用数学分析的方法推导出激光陀螺随机游走造成的系统导航误差标准偏差的解析表达式,以便定量地研究激光陀螺随机游走对系统精度的影响,并提出改进措施。同时...  激光陀螺随机游走现象的存在,严重影响了捷联惯性导航系统的导航性能。本文用数学分析的方法推导出激光陀螺随机游走造成的系统导航误差标准偏差的解析表达式,以便定量地研究激光陀螺随机游走对系统精度的影响,并提出改进措施。同时按照给定的飞行轨迹和随机游走系数,进行了系统数学仿真计算,对仿真计算结果进行了分析。 展开更多
关键词 环形激光陀螺 捷联惯性导航系统 随机游走
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捷联惯性导航系统误差工程化分析方法 被引量:2
16
作者 郭栓运 马忠孝 +2 位作者 许开銮 康臻 贺峻峰 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期927-932,共6页
针对设计捷联惯性导航系统时系统指标要求合理选择惯性传感器的问题,提出一种捷联惯性导航系统误差分析方法,建立了系统在不同工作条件下的误差模型,给出了在设计捷联惯性导航系统时,纯惯性导航时间小于2min、位置误差小于100m时选择陀... 针对设计捷联惯性导航系统时系统指标要求合理选择惯性传感器的问题,提出一种捷联惯性导航系统误差分析方法,建立了系统在不同工作条件下的误差模型,给出了在设计捷联惯性导航系统时,纯惯性导航时间小于2min、位置误差小于100m时选择陀螺和加速度计的方法。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 陀螺 加速度计 误差分析方法 误差模型
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基于LabVIEW的捷联惯性导航算法研究平台 被引量:3
17
作者 王俊璞 王哲 田蔚风 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2008年第1期12-15,共4页
为了研究利用LabVIEW仿真技术评估各种捷联惯导姿态更新算法的可行性,建立了基于LabVIEW的捷联惯性导航算法研究平台。该平台采用LabVIEW图形化编程软件编成,遵循了平台功能设计模块化和结构化的要求;通过设定轨迹参数生成模拟的惯性敏... 为了研究利用LabVIEW仿真技术评估各种捷联惯导姿态更新算法的可行性,建立了基于LabVIEW的捷联惯性导航算法研究平台。该平台采用LabVIEW图形化编程软件编成,遵循了平台功能设计模块化和结构化的要求;通过设定轨迹参数生成模拟的惯性敏感器数据,对两种不同的导航姿态更新算法进行了比较。实验结果表明,该平台能够有效地评估不同捷联惯性导航算法的性能,克服了传统平台编程复杂、扩展性差的缺点,为进一步使用LabVIEW进行组合导航系统仿真奠定了基础。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 LABVIEW 姿态更新算法 仿真
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弹道导弹捷联惯性导航系统误差传播模型 被引量:5
18
作者 鲜勇 李刚 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期338-341,共4页
弹道导弹捷联惯性导航系统(SINS)的误差是由陀螺仪和加速度计交叉影响产生的,与平台误差传播过程有本质区别,本文针对弹道导弹捷联惯性系统的实用模型开展了研究,得到了离散形式的误差传播,通过该模型建立的离散卡尔曼滤波仿真表明,模... 弹道导弹捷联惯性导航系统(SINS)的误差是由陀螺仪和加速度计交叉影响产生的,与平台误差传播过程有本质区别,本文针对弹道导弹捷联惯性系统的实用模型开展了研究,得到了离散形式的误差传播,通过该模型建立的离散卡尔曼滤波仿真表明,模型准确地反映了捷联惯性导航系统的误差,为组合制导和提高射击精度研究提供了有利条件。 展开更多
关键词 飞行器控制、导航技术 捷联惯性导航系统 误差传播 离散模型
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基于捷联惯性导航载体轨迹发生器的设计与仿真 被引量:4
19
作者 罗宇锋 刘勇 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第21期6275-6278,共4页
为了给捷联惯性导航数字仿真系统提供实时导航参数及惯性元件的精确值,并为其导航解算提供比较基准,设计出了一种简单的基于捷联惯性导航系统的轨迹发生器。通过介绍轨迹发生器的总体设计思路,提出了对载体轨迹发生器的数学编排的推导,... 为了给捷联惯性导航数字仿真系统提供实时导航参数及惯性元件的精确值,并为其导航解算提供比较基准,设计出了一种简单的基于捷联惯性导航系统的轨迹发生器。通过介绍轨迹发生器的总体设计思路,提出了对载体轨迹发生器的数学编排的推导,并对载体在不同运动状态下的轨迹输入进行定义,最后对设计的轨迹发生器进行仿真实验。通过仿真实验表明,此方法简单高效,具有一定的可行性,为捷联惯导系统仿真提供了依据。 展开更多
关键词 捷联惯性导航 轨迹发生器 数学编排 运动状态
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复杂城市环境下的全球导航卫星系统/捷联惯性导航系统组合导航算法 被引量:12
20
作者 刘小汇 王怡晨 +1 位作者 文超 李宗楠 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期4150-4160,共11页
针对复杂城市环境下,全球导航卫星系统(GNSS)信号出现频繁短暂失锁或拒止时,对GNSS/捷联惯性导航系统(SINS)组合导航系统的导航精度和鲁棒性影响较大问题,该文提出一种改进的因子图滤波方法。首先使用GNSS接收机内部参数构建信号误差鉴... 针对复杂城市环境下,全球导航卫星系统(GNSS)信号出现频繁短暂失锁或拒止时,对GNSS/捷联惯性导航系统(SINS)组合导航系统的导航精度和鲁棒性影响较大问题,该文提出一种改进的因子图滤波方法。首先使用GNSS接收机内部参数构建信号误差鉴别函数,能实时估计出信号受多径干扰、遮挡等情况下的信号测量性能;同时利用载体运动约束条件构造零速修正因子,对GNSS拒止情况下的系统状态进行更新,避免系统导航性能极速下降。实验结果表明,改进的因子图方法相比经典因子图方法,在城市复杂环境下能提高定位精度63.50%和测速精度42.26%,同时也具有更低的存储量和计算复杂度,特别适用于城市车辆辅助驾驶导航设备中,对导航精度、硬件资源和实时性约束强的场景。 展开更多
关键词 全球卫星导航系统 捷联惯性导航系统 因子图 零速修正
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