基于MEMS加速度计的无陀螺惯导系统 被引量：19

1

作者 岳鹏 史震 +1 位作者 王剑 杨杰 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期152-156,共5页

由于MEMS陀螺精度低、漂移大,使得MEMS陀螺和加速度计构成的微惯性导航系统(Micro-INS)的精度很低,导航定位误差发散很快,不能满足载体进行导航定位定姿的要求。而相对MEMS陀螺,MEMS加速度计精度较高,据此提出用MEMS加速度计来构成的无... 由于MEMS陀螺精度低、漂移大,使得MEMS陀螺和加速度计构成的微惯性导航系统(Micro-INS)的精度很低,导航定位误差发散很快,不能满足载体进行导航定位定姿的要求。而相对MEMS陀螺,MEMS加速度计精度较高,据此提出用MEMS加速度计来构成的无陀螺微惯性导航系统(Gyro Free Micro Inertial Navigation System,GFMINS),即通过将高精度的MEMS加速度计安放在载体非质心处,代替陀螺来测量载体角运动信息,实现在短时间内的载体角速度测量精度优于MEMS陀螺的精度,以满足某些短时间运行载体的导航定位定姿要求。最后,针对某型火箭弹的运动模型,对两种惯导系统进行了仿真,结果表明,由误差补偿后MEMS加速度计构成的无陀螺微惯导系统,在100 s内的导航误差等效于传统惯导系统中陀螺漂移0.1(°)/h的误差。 展开更多

关键词 MEMS 惯导系统 加速度计 无陀螺惯导系统 误差补偿

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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

2

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 无陀螺捷联惯导系统 BP神经网络 角速度 姿态解算

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无陀螺捷联惯导系统加速度计安装误差研究 被引量：10

3

作者 汪小娜 王树宗 朱华兵 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期159-163,共5页

刚体的运动包括线运动和角运动,角运动通常用陀螺仪来测量。研究表明可以用加速度计代替陀螺仪来确定刚体的角运动,其关键是选择加速度计的安装位置和方向,即加速度计的配置方式。分析和推导了基于加速度计的无陀螺捷联惯性测量装置的... 刚体的运动包括线运动和角运动,角运动通常用陀螺仪来测量。研究表明可以用加速度计代替陀螺仪来确定刚体的角运动,其关键是选择加速度计的安装位置和方向,即加速度计的配置方式。分析和推导了基于加速度计的无陀螺捷联惯性测量装置的可行条件,对Chen的6加速度计和一种12加速度计配置方式的惯性装置,给出了加速度计安装误差的表达式和试验标定方法并对安装误差进行了补偿。该项研究对中等精度和较低成本惯性技术的发展具有重要的意义。 展开更多

关键词 飞行器控制 导航技术 无陀螺捷联惯导系统 安装误差 误差标定 补偿

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无陀螺捷联惯导系统角速度解算精度的研究 被引量：16

4

作者 赵龙 史震 马澍田 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2001年第1期12-15,19,共5页

在无陀螺捷联惯导系统中 ,角速度的解算精度是技术关键 [1]。由于角速度是由载体上加速度计敏感出的比力解算出的 ,选择合理的方法解算角速度是提高其精度的根本。文中提出高解算精度的新途径 ,并以某型导弹为例 ,对其进行实时仿真 ,证... 在无陀螺捷联惯导系统中 ,角速度的解算精度是技术关键 [1]。由于角速度是由载体上加速度计敏感出的比力解算出的 ,选择合理的方法解算角速度是提高其精度的根本。文中提出高解算精度的新途径 ,并以某型导弹为例 ,对其进行实时仿真 ,证明了它的可行性。 展开更多

关键词 无陀螺捷联惯导系统 角速度 滤波

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一种新的捷联矩阵更新算法在无陀螺捷联惯导系统中的应用 被引量：18

5

作者 赵龙 史震 马澍田 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2000年第4期51-54,共4页

本文为改进无陀螺捷联惯导系统解算的实时性 ,引入一种姿态阵更新的算法 ,并和常用的四阶 -龙格库塔法进行仿真比较 ,其结果是在不影响其精度的情况下 ,新算法的计算量和计算机时都有明显的减少。

关键词 无陀螺捷联惯导系统 系统仿真 捷联矩阵更新算法

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提高无陀螺捷联惯导系统角速度解算精度的新方法 被引量：14

6

作者 赵龙 陈哲 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2003年第4期579-580,603,共3页

在无陀螺捷联惯导系统中,由于舍弃陀螺而使系统具有很多优点,但角速度需从加速度计输出的信号中解算出来,且它的解算误差随时间而发散。所以,抑制角速度解算误差的发散,提高其解算精度是该项技术研发的关键。提出了一种在九加速度方案... 在无陀螺捷联惯导系统中,由于舍弃陀螺而使系统具有很多优点,但角速度需从加速度计输出的信号中解算出来,且它的解算误差随时间而发散。所以,抑制角速度解算误差的发散,提高其解算精度是该项技术研发的关键。提出了一种在九加速度方案下提高角速度解算精度的新方法,它是一种利用冗余信息得到残余误差方程,再进行数值迭代的方法。该方法比建立噪声状态估计、利用卡尔曼滤波来修正姿态的方法简单而有效。仿真结果表明,利用此方法能明显提高系统角速度解算精度。 展开更多

关键词 无陀螺捷联惯导系统 角速度解算精度法 冗余信息 仿真

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无陀螺捷联惯导系统角速度解算新方法 被引量：4

7

作者 郝燕玲 刘志平 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第4期35-38,共4页

针对无陀螺捷联惯导系统解算载体角速度精度不高的系统瓶颈,提出了两种新的角速度解算方法。基于一种九加速度计配置方案,利用比力方程解算得到的角加速度项、角速度平方项和乘积项,构造了两种角速度的辅助算法。此法避免了由于积分导... 针对无陀螺捷联惯导系统解算载体角速度精度不高的系统瓶颈,提出了两种新的角速度解算方法。基于一种九加速度计配置方案,利用比力方程解算得到的角加速度项、角速度平方项和乘积项,构造了两种角速度的辅助算法。此法避免了由于积分导致误差积累的同时,也避免符号判断、数据开方的过程。仿真结果不仅表明了两种辅助算法的可行性,而且在解算精度方面也优于积分法和开方法。 展开更多

关键词 无陀螺捷联惯导系统 角速度 辅助算法 积分法 开方法 加速度计

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面向载体自转的无陀螺捷联惯导系统 被引量：2

8

作者 胡斌宗 周百令 赵池航 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第6期7-10,共4页

鉴于大多数无陀螺捷联惯导系统忽略载体质心位置和加速度计组件中心位置之间的距离,从理论上推导出了面向载体自转的无陀螺捷联惯导系统的基本方程,分析了载体自转对无陀螺捷联惯导系统性能的影响,为无陀螺捷联惯导系统进一步提高导航... 鉴于大多数无陀螺捷联惯导系统忽略载体质心位置和加速度计组件中心位置之间的距离,从理论上推导出了面向载体自转的无陀螺捷联惯导系统的基本方程,分析了载体自转对无陀螺捷联惯导系统性能的影响,为无陀螺捷联惯导系统进一步提高导航精度奠定基础。 展开更多

关键词 载体自转 无陀螺捷联惯导系统 加速度计 导航精度 性能分析 杆臂效应

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对无陀螺捷联惯性制导系统中的数值积分方法的讨论 被引量：2

9

作者 赵龙 史震 马澍田 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2001年第2期11-15,共5页

介绍了无陀螺捷联惯性制导系统的原理和技术 ,并针对无陀螺捷联惯性制导系统中的数值积分问题进行分析和仿真 ,对各种积分方法进行了分析和比较 。

关键词 无陀螺捷联惯导系统 数值积分 导弹制导 数值仿真

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一种用于无陀螺捷联惯导系统的角速度融合算法 被引量：1

10

作者 王晨 董景新 +1 位作者 杨栓虎 孔星炜 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期401-404,409,共5页

无陀螺捷联惯导系统(GFSINS)是用加速度计的合理空间组合解算出载体的角速度。载体角速度的解算精度是GFSINS的技术关键。在分析GFSINS九加速度计配置方案的基础上,提出一种新的角速度融合算法,消除该方案解算过程中开方计算及符号判断... 无陀螺捷联惯导系统(GFSINS)是用加速度计的合理空间组合解算出载体的角速度。载体角速度的解算精度是GFSINS的技术关键。在分析GFSINS九加速度计配置方案的基础上,提出一种新的角速度融合算法,消除该方案解算过程中开方计算及符号判断带来的误差。该算法还明显抵消了加速度计输出中包含的常值零点偏移误差和温度漂移误差等,具有实时性好、计算量小、通用性强的优点。仿真计算表明该算法可行,并能在一定程度上提高系统解算精度。 展开更多

关键词 无陀螺捷联惯导系统 九加速度计配置 角速度解算 融合算法

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无陀螺捷联惯导系统角速度解算方法研究 被引量：1

11

作者 汪小娜 王树宗 朱华兵 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2008年第3期15-19,76,共6页

传统的捷联惯导系统通常用陀螺仪测量载体的角速度,无陀螺捷联惯导系统用加速度计代替陀螺仪,从加速度计输出的比力中解算载体的角速度,角速度的解算精度决定了无陀螺捷联惯导系统的性能及能否在实际中得到应用。分析了一种12加速度计... 传统的捷联惯导系统通常用陀螺仪测量载体的角速度,无陀螺捷联惯导系统用加速度计代替陀螺仪,从加速度计输出的比力中解算载体的角速度,角速度的解算精度决定了无陀螺捷联惯导系统的性能及能否在实际中得到应用。分析了一种12加速度计配置方式的无陀螺捷联惯导系统的角速度解算方法,并将卡尔曼滤波技术应用于角速度解算,提高了角速度求解精度。 展开更多

关键词 无陀螺捷联惯导系统 卡尔曼滤波 角速度 累积误差

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无陀螺捷联惯导系统静基座粗对准实用方法 被引量：1

12

作者 刘志平 郝燕玲 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期140-144,共5页

基于一种六加速度计配置方案,给出了载体加速度和角速度的解算公式,并分析了无陀螺捷联惯导系统粗对准原理。在静基座下,针对系统初始对准前得不到载体角速度初始值而导致地球自转角速度在载体坐标系上的分量无法获得的情况,提出了一种... 基于一种六加速度计配置方案,给出了载体加速度和角速度的解算公式,并分析了无陀螺捷联惯导系统粗对准原理。在静基座下,针对系统初始对准前得不到载体角速度初始值而导致地球自转角速度在载体坐标系上的分量无法获得的情况,提出了一种可行的、具有实用价值的非完全自主式粗对准方案。依靠外部航向设备得到初始方位姿态,通过加速度计敏感的重力矢量输出获得初始水平姿态,进而解算出载体初始捷联矩阵。误差分析表明,方位粗对准精度不超过2°,水平粗调精度在0.3°以内。 展开更多

关键词 无陀螺捷联惯导系统 粗对准 加速度计 角速度

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无陀螺捷联惯导系统中圆锥误差的抑制

13

作者 刘涛 赵国荣 +1 位作者 李冀鑫 徐珂文 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1045-1051,共7页

分析圆锥误差在无陀螺捷联惯导系统中的特性和表现形式,针对系统应用等效旋转矢量方法不能直接提供角增量的特点,设计和优化了角增量的获取方法,利用混沌粒子群算法优化了四子样等效旋转矢量方法中等效旋转矢量计算公式系数,并通过典型... 分析圆锥误差在无陀螺捷联惯导系统中的特性和表现形式,针对系统应用等效旋转矢量方法不能直接提供角增量的特点,设计和优化了角增量的获取方法,利用混沌粒子群算法优化了四子样等效旋转矢量方法中等效旋转矢量计算公式系数,并通过典型圆锥误差仿真实验验证了其能更好地消除圆锥误差的影响,提高系统导航精度. 展开更多

关键词 无陀螺捷联惯导系统 圆锥误差 等效旋转矢量 混沌粒子群算法

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陆基导弹的无陀螺捷联惯导系统粗对准

14

作者 程子健 史震 +1 位作者 杨杰 岳鹏 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期410-413,共4页

基于一种九加速度计配置方案,给出了开平方法解算载体角速度的解算过程,并分析了无陀螺捷联惯导系统粗对准原理。由于开平方法解算角速度存在符号判断问题,所以在静基座下,系统初始对准时得不到载体角速度而导致地球自转角速度在载体坐... 基于一种九加速度计配置方案,给出了开平方法解算载体角速度的解算过程,并分析了无陀螺捷联惯导系统粗对准原理。由于开平方法解算角速度存在符号判断问题,所以在静基座下,系统初始对准时得不到载体角速度而导致地球自转角速度在载体坐标系上的分量无法获得。针对陆基发射导弹的无陀螺捷联惯导系统问题,提出了一种根据陆基发射导弹的初始纬度和航向角来判断载体角速度符号的方法,把此方法与开平方法解算公式结合起来可得出载体角速度矢量,进而完成陆基发射导弹无陀螺捷联惯导系统的自主式粗对准。 展开更多

关键词 无陀螺捷联惯导系统 加速度计配置 角速度 粗对准

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无陀螺捷联惯导系统中加速度计动态误差分析及补偿

15

作者 郝燕玲 刘志平 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1821-1825,共5页

无陀螺捷联惯导系统中,加速度计直接固定在载体上,所以其动态误差对系统精度有显著影响。首先,建立了加速度计动态误差数学模型,给出了动态误差对于九加速度计系统角速度解算的影响,然后,结合三轴转台模型及测试原理,通过网络结构简单... 无陀螺捷联惯导系统中,加速度计直接固定在载体上,所以其动态误差对系统精度有显著影响。首先,建立了加速度计动态误差数学模型,给出了动态误差对于九加速度计系统角速度解算的影响,然后,结合三轴转台模型及测试原理,通过网络结构简单、收敛速度快而不存在局部极小值问题的线性神经网络一次性标定了加速度计所有动态误差系数,最后对动态误差标定及补偿结果进行了仿真。仿真结果表明,标定系数的精度随着三轴转台转速的提高而提高,误差标定并补偿后角速度解算精度得到了明显改善。 展开更多

关键词 无陀螺捷联惯导系统 加速度计 动态误差 角速度 线性神经网络 三轴转台

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无陀螺捷联惯性导航系统

16

作者 施闻明 王帅 《中国舰船研究》 2006年第2期57-61,共5页

结合国内外的研究文献,分析无陀螺捷联惯性导航系统(GFSINS)的导航和力学原理,介绍三种无陀螺惯性测量单元加速度计配置方案,分别就其典型配置重点分析,对该技术的未来研究方向进行展望。

关键词 无陀螺捷联惯导系统 惯性导航 加速度计

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单陀螺多加速度计捷联惯性导航解算方法 被引量：3

17

作者 李安 覃方君 许江宁 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期391-394,共4页

六加速度计无陀螺惯导系统误差随时间发散比较严重。为了有效提高导航系统精度,提出了一种单陀螺仪多加速度计(五加速度计)的捷联惯性导航解算方法。该导航解算方法通过合理配置5个加速度计和1个陀螺仪,可不经积分而直接解算角速度,完... 六加速度计无陀螺惯导系统误差随时间发散比较严重。为了有效提高导航系统精度,提出了一种单陀螺仪多加速度计(五加速度计)的捷联惯性导航解算方法。该导航解算方法通过合理配置5个加速度计和1个陀螺仪,可不经积分而直接解算角速度,完全消除了加速度计输出方程中角加速度项的影响,能使在姿态和位置解算时分别减少1次积分,从而有效抑制误差随时间发散。给出了单陀螺多加速度计捷联惯导姿态和位置解算原理的理论推导过程,并对该导航解算方法进行了仿真。在仿真时间为80 s时,与无陀螺惯导相比,该方法的姿态解算和位置解算精度均提高了60%以上。 展开更多

关键词 角速度解算 无陀螺惯导系统 加速度计 单陀螺多加速度计系统

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捷联惯导系统六加速度计配置方案研究 被引量：13

18

作者 尹德进 王宏力 刘光斌 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第2期48-51,共4页

在简述无陀螺捷联惯导系统原理的基础上,针对某工程应用背景的特点,提出了一种六加速度计三棱柱安装方式,推导了它的其力学编排方程,并对提高载体角速度计算值精度的方法进行了分析。通过仿真分析验证了该方案的可行性。

关键词 无陀螺捷联惯导系统 六加速度计 配置方案 三棱柱安装

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捷联惯导系统中补偿安装误差的优化算法研究 被引量：1

19

作者 张慧 曹咏弘 +1 位作者 马铁华 范锦彪 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第2期31-33,共3页

在无陀螺捷联惯导系统中,以高自旋弹丸运动姿态测试为研究背景,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,提出一种新的十二加速度计配置方案。并在此方案下采用了一种提高角速度解算精度的优化算法,该方法运用阻... 在无陀螺捷联惯导系统中,以高自旋弹丸运动姿态测试为研究背景,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,提出一种新的十二加速度计配置方案。并在此方案下采用了一种提高角速度解算精度的优化算法,该方法运用阻尼高斯牛顿迭代法对加速度计的安装误差进行补偿修正。进行相应的仿真试验,并与理论值进行误差分析,证实了该方案的可行性和算法的有效性。 展开更多

关键词 无陀螺捷联惯导系统 加速度计 阻尼高斯牛顿法 安装误差 姿态解算

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加速度计/磁强计无陀螺捷联惯导姿态解算研究 被引量：2

20

作者 渠晋 宋艳君 +1 位作者 臧洁 程洪炳 《电光与控制》 北大核心 2012年第2期40-43,共4页

针对无陀螺捷联惯导系统姿态解算随时间不断积累的问题,提出一种磁强计辅助无陀螺捷联惯导的组合方案,利用磁强计测量的地磁信息来修正无陀螺惯导系统的姿态角误差,提高了姿态角的解算精度。推导了磁强计输出和姿态角之间的关系,在此基... 针对无陀螺捷联惯导系统姿态解算随时间不断积累的问题,提出一种磁强计辅助无陀螺捷联惯导的组合方案,利用磁强计测量的地磁信息来修正无陀螺惯导系统的姿态角误差,提高了姿态角的解算精度。推导了磁强计输出和姿态角之间的关系,在此基础上提出了一种姿态优化算法,介绍了算法的基本原理;建立了误差四元数的姿态组合模型,并采用反馈校正完成动态条件下姿态的确定;最后对姿态误差角进行了仿真研究,仿真结果表明该方法有效地抑制了误差的发散。 展开更多

关键词 无陀螺捷联惯导系统 磁强计 误差四元数 数据融合

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