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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
1
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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基于单频伪距、伪距率全球定位系统/惯性导航系统紧组合导航系统 被引量:1
2
作者 谢兰天 叶世榕 胡楠楠 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第35期341-346,共6页
单频单系统型接收机的造价成本较低。为了迎合低成本的需求,并且解决在城市环境下因高楼大树遮挡导致全球卫星导航系统可见卫星数不足而无法定位的情况,设计了基于单频伪距、伪距率GPS/INS紧组合导航系统;详细推导了该组合导航系统的模... 单频单系统型接收机的造价成本较低。为了迎合低成本的需求,并且解决在城市环境下因高楼大树遮挡导致全球卫星导航系统可见卫星数不足而无法定位的情况,设计了基于单频伪距、伪距率GPS/INS紧组合导航系统;详细推导了该组合导航系统的模型,并通过实验验证了当可见卫星数充足时,该系统的精度较高;当可见卫星数不足4颗时,该组合导航系统仍然可以有效的定位导航,满足一定的导航精度需求。 展开更多
关键词 单频 全球定位系统/惯性导航系统 紧组合 伪距 伪距率
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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:10
3
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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联邦卡尔曼滤波在捷联惯导/全球定位/里程仪组合系统中的优化设计 被引量:8
4
作者 张海龙 郝静如 李启光 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2009年第S1期66-68,73,共4页
基于Carlson提出的联邦卡尔曼滤波理论的原理和特点,建立了SINS/GPS/OD组合导航系统的数学模型,设计了组合系统的联邦滤波算法,并使用MATLAB对算法进行了仿真,仿真结果证明了联邦滤波器在组合导航系统应用中的可行性和优越性,该算法计... 基于Carlson提出的联邦卡尔曼滤波理论的原理和特点,建立了SINS/GPS/OD组合导航系统的数学模型,设计了组合系统的联邦滤波算法,并使用MATLAB对算法进行了仿真,仿真结果证明了联邦滤波器在组合导航系统应用中的可行性和优越性,该算法计算量小、容错性好,能实现较高的精度。 展开更多
关键词 联邦卡尔曼滤波 组合导航 捷联惯导系统 全球定位系统 里程仪
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双星定位系统/SINS深组合导航系统研究 被引量:1
5
作者 林雪原 张立民 +1 位作者 刘建业 李玉光 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期388-395,共8页
以卫星模拟器为基础,介绍了一种双星定位系统定姿的基本原理,解决了双星定位系统 存在的位置滞后即定位实时性较差的缺陷,把双星定位系统的位置与姿态信息和捷联惯导系 统的位置、姿态信息进行组合后,可有效地提高系统的精度.
关键词 双星定位系统 组合导航系统 位置补偿 姿态确定 捷联惯性导航系统 卫星模拟器 整周模糊度
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球载捷联惯性/GPS组合导航系统及动态对准技术 被引量:2
6
作者 张音 李星海 李勇建 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2010年第5期4-7,共4页
为了实现系留气球载雷达系统天线的空域稳定,球载航姿系统是不可缺少的重要设备。文中阐述了用捷联惯性/全球定位系统组合导航系统实现球载航姿系统的设计技术,针对系留气球平台系统在空中漂浮不定的特点,提出了在动态条件下,小型系留... 为了实现系留气球载雷达系统天线的空域稳定,球载航姿系统是不可缺少的重要设备。文中阐述了用捷联惯性/全球定位系统组合导航系统实现球载航姿系统的设计技术,针对系留气球平台系统在空中漂浮不定的特点,提出了在动态条件下,小型系留气球载捷联惯性/GPS组合导航系统的对准技术。 展开更多
关键词 组合导航系统 捷联惯性系统 全球定位系统 卡尔曼滤波 数字信号处理
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GPS/捷联惯性组合导航系统的性能研究
7
作者 郑谔 倪世宏 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1990年第1期27-34,共8页
采用卡尔曼滤波器进行最优组合的GPS/捷联惯性组合导航系统是一种精度高、成本效益好、功能可靠的导航系统。它既能增强GPS接收机的抗干扰能力又能抑制惯导的积累误差。机动飞行和干扰环境下所进行的模拟计算表明,采用C/A码GPS接收机和... 采用卡尔曼滤波器进行最优组合的GPS/捷联惯性组合导航系统是一种精度高、成本效益好、功能可靠的导航系统。它既能增强GPS接收机的抗干扰能力又能抑制惯导的积累误差。机动飞行和干扰环境下所进行的模拟计算表明,采用C/A码GPS接收机和低精度(0.1°/h陀螺,1×10^(-3)加速度计)捷联惯导所组成的系统,定位精度可达20m(1σ),速度精度约为0.1m/s(1σ)。与纯惯导相比,性能精度约提高2个数量级。系统具有对惯性元件进行测漂补偿,对GPS用户钟差进行估计校正和实现惯性平台空中对准的功能,能缩短地面准备时间,提高飞行器的快速反应能力,是一种在航空、航天等领域中有着广阔应用前景的导航定位系统。 展开更多
关键词 GPS 全球定位系统 捷联惯导系统
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基于频谱分析的全球定位系统跟踪环性能研究
8
作者 毛克诚 孙付平 张恒璟 《海洋测绘》 2006年第3期39-41,共3页
提出了一种新的全球定位系统/惯性导航系统(GPS/INS)组合方式。从频域角度对GPS码跟踪环及载波相位锁相环进行了数学建模,对INS辅助GPS码跟踪环、载波相位锁相环的方式进行了分析研究,指出这种组合方式的优点及缺陷,最后通过数学仿真验... 提出了一种新的全球定位系统/惯性导航系统(GPS/INS)组合方式。从频域角度对GPS码跟踪环及载波相位锁相环进行了数学建模,对INS辅助GPS码跟踪环、载波相位锁相环的方式进行了分析研究,指出这种组合方式的优点及缺陷,最后通过数学仿真验证了分析结果。 展开更多
关键词 全球定位系统 惯性导航系统 频谱分析 组合导航 码跟踪环 载波相位锁相环
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基于VB-EKF的GPS/INS松组合导航定位算法 被引量:2
9
作者 侯华 程萌 +2 位作者 黄鼎盛 郭胜杰 王天昊 《计算机应用与软件》 北大核心 2024年第6期282-286,共5页
针对应用在无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)中的全球定位系统/惯性导航系统(GPS/INS)松组合导航非线性系统受到外界噪声干扰导致量测噪声在滤波时不断变化,从而造成滤波精度下降等问题,提出一种变分贝叶斯扩展卡尔曼滤波(VB-EKF)... 针对应用在无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)中的全球定位系统/惯性导航系统(GPS/INS)松组合导航非线性系统受到外界噪声干扰导致量测噪声在滤波时不断变化,从而造成滤波精度下降等问题,提出一种变分贝叶斯扩展卡尔曼滤波(VB-EKF)算法。该算法利用EKF(Extended Kalman Filter)将非线性系统中的状态函数和量测函数展开为线性方程,并将两个不同的导航系统数据进行融合,避免了单系统导航定位发散的问题。考虑到组合系统中量测噪声的时变特性,引入变分贝叶斯算法进行改进,有效解决了系统滤波精度下降问题。仿真结果表明,VB-EKF较EKF算法可有效提高滤波稳定性,进而提高系统导航定位精度。 展开更多
关键词 无人机 全球定位系统 惯性导航系统 组合导航 变分贝叶斯 扩展卡尔曼滤波
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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
10
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 自主式水下航行器 捷联惯性导航系统 LBL 水下定位系统
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双星定位/SINS组合导航系统研究 被引量:19
11
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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双星定位/捷联惯导组合导航技术 被引量:7
12
作者 林雪原 何友 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1485-1488,共4页
针对双星定位系统采用两颗地球同步卫星进行有源定位和存在定位位置滞后的特点,提出了双星定位/捷联惯性导航系统(SINS)组合的最优预测模型.该模型首先利用双星定位系统提供的滞后定位信息对组合系统进行最优预测,然后校正惯导.通过实... 针对双星定位系统采用两颗地球同步卫星进行有源定位和存在定位位置滞后的特点,提出了双星定位/捷联惯性导航系统(SINS)组合的最优预测模型.该模型首先利用双星定位系统提供的滞后定位信息对组合系统进行最优预测,然后校正惯导.通过实际动态试验表明,利用本文提出的方法可有效地对组合系统进行较好的滤波与校正,定位精度较高. 展开更多
关键词 组合导航 双星定位系统 捷联惯性导航系统 最优预测
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GPS与惯性导航系统的综合
13
作者 李恒德 《国外舰船工程》 1997年第3期44-47,共4页
惯性导航系统是先进的自主式导航系统,航空、火箭、导弹、宇宙航行等方面,在航母、潜艇、巡洋舰、乃至驱逐舰上已都有应用。随着利用卫星导航的全球定位系统(GPS)技术的发展,在舰船上采用全球定位系统与惯性导航系统综合的技术... 惯性导航系统是先进的自主式导航系统,航空、火箭、导弹、宇宙航行等方面,在航母、潜艇、巡洋舰、乃至驱逐舰上已都有应用。随着利用卫星导航的全球定位系统(GPS)技术的发展,在舰船上采用全球定位系统与惯性导航系统综合的技术将进一步提高惯性导航系统和全球定位系统的性能。对舰船设计工作者来说,甚为重要的是不应该使全球定位系统和惯性导航系统分别孤立运行,而必须将两者合理地综合。 展开更多
关键词 惯性导航系统 全球定位系统 船舶导弹系统
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GPS/SINS综合定位系统仿真实验研究 被引量:2
14
作者 杜尚丰 宫晓琳 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第z1期425-426,共2页
设计了一个基于位置/速度组合的集中卡尔曼滤波器,整合来自所有传感器的数据以提供精确的和可靠的定位数据分别对GPS和SINS进行误差分析并建立相应的误差模型。运用卡尔曼滤波对系统误差进行最优估计,将校正后的SINS数据作为综合定位系... 设计了一个基于位置/速度组合的集中卡尔曼滤波器,整合来自所有传感器的数据以提供精确的和可靠的定位数据分别对GPS和SINS进行误差分析并建立相应的误差模型。运用卡尔曼滤波对系统误差进行最优估计,将校正后的SINS数据作为综合定位系统的输出。为验证论文中采用的整合方法和数据融合算法的有效性,对GPS/SINS综合定位系统进行了计算机仿真。仿真结果表明该GPS/SINS位置/速度组合可以提高系统精度,特别是位置和速度的精度有明显的提高。 展开更多
关键词 综合定位系统 卡尔曼滤波 捷联惯性导航系统 GPS
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GPS/惯性组合导航开发系统 被引量:3
15
作者 刘建业 袁信 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 1995年第1期1-6,共6页
-GPS/惯性组合导航开发系统能经济、有效地研究、设计组合导航系统。该系统大大缩短了从理论方案到实际应用之间的距离,为决策部门、工程应用部门提供了一种全面观察、考核组合导航系统在不同应用条件下精度、性能的强有力工具,... -GPS/惯性组合导航开发系统能经济、有效地研究、设计组合导航系统。该系统大大缩短了从理论方案到实际应用之间的距离,为决策部门、工程应用部门提供了一种全面观察、考核组合导航系统在不同应用条件下精度、性能的强有力工具,而且开发系统的核心部分可以方便地转换为应用软件。文中介绍了开发系统的结构和原理,包括卡尔曼滤波器及航迹仿真器、GPS仿真器、惯性导航系统仿真器等;讨论了开发系统的功能设计和人机界面设计;最后给出了有关结论。 展开更多
关键词 组合导航系统 惯性组合 惯性导航系统 开发系统 卡尔曼滤波器 接收机 状态方程 全球定位系统 功能设计 系统仿真器
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GPS/惯性导航组合性能和组合方法的研究 被引量:1
16
作者 慕德俊 俞济祥 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第4期518-525,共8页
本文讨论GPS/惯性组合导航系统在导弹发射段时的组合性能,分析惯导系统不同性能条件和卡尔曼滤波器不同组合方法的组合特点,文中最后对降阶滤波器的设计和滤波器方差阵的U-D算法进行了具体讨论。
关键词 组合导航 惯性导航 滤波器 全球定位系统
全文增补中
不同动态条件下组合导航系统的时间同步 被引量:12
17
作者 张涛 徐晓苏 +2 位作者 刘晓东 田爽 刘毅 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期320-325,共6页
基于不同精度的惯性测量组件和全球定位系统,以及不同运动条件下的GPS/捷联惯性导航系统组合导航系统,对于时间同步误差精度的要求也是不一样的。但目前大多数的时间同步方案对于不同精度和动态强度的对象都采取统一的补偿方法,没有做... 基于不同精度的惯性测量组件和全球定位系统,以及不同运动条件下的GPS/捷联惯性导航系统组合导航系统,对于时间同步误差精度的要求也是不一样的。但目前大多数的时间同步方案对于不同精度和动态强度的对象都采取统一的补偿方法,没有做到具体问题具体分析,从而会产生硬件成本高或软件算法复杂的问题。为了在特定对象和使用环境的情况下寻找最适合、成本最低的组合导航系统时间同步方案,首先分析了时间同步误差对系统精度的影响,然后在低动态、中动态和高动态的情况下分别给出适合的硬件或软件同步方法(分别为方法 1、方法 2和方法 3),最后对于每种方案进行了跑车试验或软件仿真,结果证明在低动态和低系统精度的环境下,通过应用三种方法对于提高系统精度效果不明显;中动态环境下方法 2和方法 3较方法 1在姿态角和速度精度上提高了约50%,定位精度提高约20%;高动态下方法 3显示出了非常明显的效果,较方法 1在各项精度上提高超过70%。 展开更多
关键词 全球定位系统/捷联惯性导航系统 组合导航 时间同步 紧组合
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舰载小型化SINS/GNSS紧组合导航系统设计 被引量:9
18
作者 闫捷 徐晓苏 +2 位作者 张涛 刘义亭 吴亮 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期775-780,共6页
针对舰载小型化导航设备功耗低、体积小、可靠性好、精度高的性能需求,研制出基于嵌入式DSP与FPGA架构的SINS/GNSS舰载小型化组合导航系统平台。首先,在系统硬件方面,阐述了系统的总体设计方案,构建了嵌入式导航计算机平台,介绍了系统... 针对舰载小型化导航设备功耗低、体积小、可靠性好、精度高的性能需求,研制出基于嵌入式DSP与FPGA架构的SINS/GNSS舰载小型化组合导航系统平台。首先,在系统硬件方面,阐述了系统的总体设计方案,构建了嵌入式导航计算机平台,介绍了系统所采用的光纤陀螺、石英挠性加速度计和GNSS接收机的性能指标。其次,在导航算法方面,介绍了舰载小型化SINS/GNSS紧组合导航系统的工作原理,分析了捷联惯性导航系统和GNSS的噪声误差模型,设计了基于SINS/GNSS的紧组合工作模式下的扩展卡尔曼滤波器。最后,进行了样机车载验证实验。实验结果表明:该组合导航系统水平姿态误差小于0.02°(1σ),航向误差小于0.1°(1σ),水平位置定位误差小于2 m(1σ),能够满足舰载小型化导航设备的低功耗、高可靠性、高精度等需求。 展开更多
关键词 组合导航 捷联惯性导航 全球定位系统 导航计算机 卡尔曼滤波
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组合导航系统新息自适应卡尔曼滤波算法 被引量:55
19
作者 卞鸿巍 金志华 +1 位作者 王俊璞 田蔚风 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1000-1003,1009,共5页
全球定位系统(GPS)量测噪声的不稳定变化将造成惯性导航系统(INS)/GPS舰用组合系统卡尔曼滤波器性能下降,在对自适应卡尔曼滤波器分析的基础上,提出了一种新的基于新息估计的自适应卡尔曼滤波算法.该算法通过计算新息方差强度的极大似... 全球定位系统(GPS)量测噪声的不稳定变化将造成惯性导航系统(INS)/GPS舰用组合系统卡尔曼滤波器性能下降,在对自适应卡尔曼滤波器分析的基础上,提出了一种新的基于新息估计的自适应卡尔曼滤波算法.该算法通过计算新息方差强度的极大似然估计最优估计,将新息方差计算直接引入卡尔曼滤波器的增益计算.仿真结果表明,本文方法较标准卡尔曼滤波器可以提高系统精度和抗干扰能力. 展开更多
关键词 惯性导航系统 全球定位系统 组合导航系统 自适应卡尔曼滤波 新息自适应估计
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基于SINS/GPS的高速列车组合导航系统 被引量:4
20
作者 钟晓春 张海涛 +1 位作者 姜向东 李源忠 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期580-584,共5页
为提高高速列车的导航精度,提出了一种基于SINS/GPS的组合导航系统.分析了SINS和GPS的误差源,设计了SINS/GPS高速列车组合导航算法.仿真结果表明,所提出的SINS/GPS高速列车组合导航系统精度高,可靠性好,克服了惯性导航系统误差随时间增... 为提高高速列车的导航精度,提出了一种基于SINS/GPS的组合导航系统.分析了SINS和GPS的误差源,设计了SINS/GPS高速列车组合导航算法.仿真结果表明,所提出的SINS/GPS高速列车组合导航系统精度高,可靠性好,克服了惯性导航系统误差随时间增大的缺陷. 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 全球定位系统 组合导航 卡尔曼滤波 高速列车
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