GPS/INS超紧组合系统载波相位跟踪误差研究 被引量：1

1

作者 孙兴丽 秦红磊 丛丽 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1687-1691,共5页

载波跟踪环(PLL)设计是GPS接收机设计中的关键问题,PLL的相位误差源包括相位抖动和动态应力误差.随着接收机工作平台动态性的增加,较大的动态应力误差将导致环路失锁.为适应高动态环境,GPS接收机通常采取INS辅助GPS跟踪环路的超紧组合... 载波跟踪环(PLL)设计是GPS接收机设计中的关键问题,PLL的相位误差源包括相位抖动和动态应力误差.随着接收机工作平台动态性的增加,较大的动态应力误差将导致环路失锁.为适应高动态环境,GPS接收机通常采取INS辅助GPS跟踪环路的超紧组合方式来降低动态应力误差.组合系统提供的外界辅助信息不可能完全精确,所以跟踪环路在减小动态应力误差时,也会引入其他测量误差源.对GPS/INS超紧组合系统PLL跟踪误差进行了详细推导并且得出两个解析公式.仿真结果表明,对超紧组合系统的PLL跟踪误差公式推导是准确的,为PLL环路参数的最优设计提供理论参考. 展开更多

关键词 GPS/INS超紧组合系统 辅助跟踪 误差源 相位抖动 多普勒估计误差

在线阅读 下载PDF 职称材料

INS/GPS紧组合系统PLL最优带宽的选取 被引量：1

2

作者 舒展 沈菲 陈茜 《电讯技术》 北大核心 2014年第8期1102-1106,共5页

在INS/GPS紧组合系统中,通过INS提供的多普勒辅助信息可以消除GPS跟踪环路的动态性,同时降低环路带宽来抑制热噪声的影响,从而提高GPS系统的抗干扰能力。环路带宽是跟踪环路的一个重要参数,不能任意选取,当GPS跟踪环路设置为最优带宽时... 在INS/GPS紧组合系统中,通过INS提供的多普勒辅助信息可以消除GPS跟踪环路的动态性,同时降低环路带宽来抑制热噪声的影响,从而提高GPS系统的抗干扰能力。环路带宽是跟踪环路的一个重要参数,不能任意选取,当GPS跟踪环路设置为最优带宽时,系统性能将达到最优状态。为了保持系统性能最优,首先对影响最优带宽的各个误差源进行分析,提出了易于实现的迭代最优带宽算法,最后进行了仿真实验验证,结果表明在相同动态下采用最优带宽比固定带宽的系统具有更高的抗干扰能力和更强的跟踪锁定性能。 展开更多

关键词 INS GPS紧组合系统 相位抖动 误差源 最优带宽 抗干扰能力

在线阅读 下载PDF 职称材料

低精度IMU与GPS组合导航系统研究

3

作者 袁林 吴长水 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第4期573-580,共8页

为提高农机自动导航系统的精度和准确性,针对低精度IMU的测量误差比较大,滤波模型的非线性的问题设计了基于GPS和INS的智能农机组合导航系统。该方法以低精度IMU/GPS紧组合模式为框架,推导出系统状态方程和量测方程,利用扩展卡尔曼滤波... 为提高农机自动导航系统的精度和准确性,针对低精度IMU的测量误差比较大,滤波模型的非线性的问题设计了基于GPS和INS的智能农机组合导航系统。该方法以低精度IMU/GPS紧组合模式为框架,推导出系统状态方程和量测方程,利用扩展卡尔曼滤波算法对INS的误差进行实时反馈校正,最后搭建实车试验平台,在低速场景下对本文提出的自动导航系统进行验证。试验结果表明:本文提出的紧组合系统较松组合系统在经度、纬度、北向速度、东向速度误差(标准差)上分别降低了24%,47%,50%,54%,证明了该组合方式能有效抑制导航误差发散;而EKF相较于KF算法也有效地改善了导航精度,提升了滤波效果。 展开更多

关键词 GPS 低精度IMU 紧组合系统 扩展卡尔曼滤波

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于四元数平方根UKF算法的SINS/GPS紧组合导航系统研究 被引量：7

4

作者 周卫东 乔相伟 +1 位作者 吉宇人 郝燕玲 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第12期2643-2647,共5页

在较大初始姿态误差角下,针对SINS/GPS紧组合导航系统扩展卡尔曼滤波(extenthed Kalman filter,EKF)算法定位精度下降的问题,提出了一种基于四元数的平方根无迹卡尔曼滤波(square root unscentedKalman filter,SRUKF)算法。为解决SRUKF... 在较大初始姿态误差角下,针对SINS/GPS紧组合导航系统扩展卡尔曼滤波(extenthed Kalman filter,EKF)算法定位精度下降的问题,提出了一种基于四元数的平方根无迹卡尔曼滤波(square root unscentedKalman filter,SRUKF)算法。为解决SRUKF算法中四元数正交规范化的限制,通过构造姿态矩阵代价函数将四元数预测均值问题转化为代价函数最小时的四元数向量求解问题,保证了均值四元数的规范化;利用乘性四元数误差表示四元数预测值与均值之间的距离,求取四元数的预测协方差矩阵,保证了算法的合理性。在此基础上,给出了SINS/GPS紧组合系统四元数平方根无迹卡尔曼滤波算法的具体步骤。在较大初始姿态误差角下的仿真实验结果表明,与EKF算法相比,该算法精度更高,稳定性更强。 展开更多

关键词 SINS/GPS紧组合导航系统 四元数平方根无迹卡尔曼滤波 均值四元数 乘性四元数误差

在线阅读 下载PDF 职称材料

GPS/INS超紧组合载波跟踪环路最优带宽在线设计 被引量：2

5

作者 许萧寒 王可东 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期49-57,共9页

在全球定位系统和惯性导航系统组成的超紧耦合系统中,卫星信号的跟踪性能直接取决于载波跟踪环路的带宽。为提高最优带宽的计算精度,在对惯导辅助下载波跟踪环路跟踪特性进行分析的基础上,详细推导了载波多普勒频率估计误差、多普勒频... 在全球定位系统和惯性导航系统组成的超紧耦合系统中,卫星信号的跟踪性能直接取决于载波跟踪环路的带宽。为提高最优带宽的计算精度,在对惯导辅助下载波跟踪环路跟踪特性进行分析的基础上,详细推导了载波多普勒频率估计误差、多普勒频率变化率估计误差的计算方式,建立了惯导辅助下的环路跟踪误差模型;在实时估计跟踪载噪比的基础上,应用离散牛顿二阶梯度法迭代解算最优带宽,并进行实时调整。仿真结果表明,所设计最优带宽迭代解算方法的计算精度能够在11次迭代内达到99.6%,以此作为环路的带宽,能够在弱信号、辅助信息精度较低的情况下有效提高环路的跟踪精度。 展开更多

关键词 超紧组合系统 全球定位系统接收机 迭代解算 最优带宽 信号跟踪

在线阅读 下载PDF 职称材料

自适应SDV-UPF算法及其在紧组合中的应用 被引量：4

6

作者 赵岩 高社生 杨一 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期83-88,共6页

针对粒子滤波存在重要性密度函数难以选取和系统状态协方差阵可能出现的负定性问题,提出一种新的自适应奇异值分解无迹粒子滤波(ASVD-UPF)算法。该算法采用自适应因子修正动力学模型误差,通过奇异值分解抑制系统状态协方差矩阵的负定性... 针对粒子滤波存在重要性密度函数难以选取和系统状态协方差阵可能出现的负定性问题,提出一种新的自适应奇异值分解无迹粒子滤波(ASVD-UPF)算法。该算法采用自适应因子修正动力学模型误差,通过奇异值分解抑制系统状态协方差矩阵的负定性,并以改进的UKF算法产生重要性密度函数,以弥补粒子滤波的缺陷,使该算法适用于非线性、非高斯系统模型的滤波计算。将提出的算法应用到所设计的GPS/SINS/PL紧组合导航系统中进行仿真验证,结果表明,提出算法的经、纬度误差、速度误差和姿态误差范围分别控制在(-0.5″,+0.5″)、(-0.8 m/s,+0.8 m/s)和(-1′,+1′)以内,误差估计的精度和收敛速度明显优于UKF和PF算法,能提高组合导航系统的解算精度。 展开更多

关键词 紧组合导航系统 伪距 奇异值分解 无迹粒子滤波

在线阅读 下载PDF 职称材料

量测野值与波束故障条件下SINS/DVL紧组合导航方法 被引量：7

7

作者 徐博 王连钊 李盛新 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期746-755,共10页

针对传统捷联惯性导航系统(SINS)/声学多普勒测速仪(DVL)组合导航系统导航精度容易受量测信息质量影响的问题,提出了一种基于波束重构的SINS/DVL紧组合导航系统故障处理方案。以现有的紧组合模型为基础,根据四波束DVL结构特点,提出了新... 针对传统捷联惯性导航系统(SINS)/声学多普勒测速仪(DVL)组合导航系统导航精度容易受量测信息质量影响的问题,提出了一种基于波束重构的SINS/DVL紧组合导航系统故障处理方案。以现有的紧组合模型为基础,根据四波束DVL结构特点,提出了新的故障波束速度信息重构方案。针对速度测量异常、量测模型误差及波束信息重构误差等综合引起的量测噪声特性变化问题,根据核函数思想,设计了一种改进Huber鲁棒滤波器。试验结果表明,在1 h波束故障情况下,采用所提出故障处理方案最大定位精度相对于纯惯性定位提高了80%以上。 展开更多

关键词 紧组合导航系统 速度信息重构 核函数 改进Huber鲁棒滤波器

在线阅读 下载PDF 职称材料

波束故障条件下基于ST-EKF的SINS/DVL紧组合导航优化方法 被引量：1

8

作者 冉昌艳 祝执 +2 位作者 王伟 罗志会 朱倚娴 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期996-1003,共8页

针对基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的捷联惯性导航系统/多普勒测速仪(SINS/DVL)紧组合导航系统中出现波束故障时,采用波束频移信息重构的故障处理方案会引起量测噪声特性变化,导致导航精度降低的问题,提出了一种波束故障条件下基于状态变换... 针对基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的捷联惯性导航系统/多普勒测速仪(SINS/DVL)紧组合导航系统中出现波束故障时,采用波束频移信息重构的故障处理方案会引起量测噪声特性变化,导致导航精度降低的问题,提出了一种波束故障条件下基于状态变换扩展卡尔曼滤波(ST-EKF)的SINS/DVL紧组合导航优化方法。根据四波束Janus阵列的结构特性,提出适用于紧组合导航系统的目标函数,并采用粒子群优化算法对系统噪声协方差矩阵和量测噪声协方差矩阵进行实时优化。仿真实验结果表明,与基于EKF的SINS/DVL紧组合导航系统相比,所提方法的定位精度提高了70.4%,有效提高了波束故障条件下组合系统的导航精度。 展开更多

关键词 捷联惯性导航系统/多普勒测速仪紧组合导航 状态变换扩展卡尔曼滤波 粒子群优化 波束多普勒频移重构

在线阅读 下载PDF 职称材料

卫星信号失效条件下SINS/GPS不同组合方式的性能比较 被引量：7

9

作者 许刚 黄国荣 +2 位作者 彭兴钊 薛冬 高圆 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2012年第10期3888-3890,3896,共4页

为了研究卫星信号失效对SINS/GPS松组合导航系统和紧组合导航系统导航性能的影响,在分析惯导系统误差方程的基础上,给出了基于卡尔曼滤波的松组合和紧组合数学模型,构建了两种组合方式的仿真平台。仿真结果显示,SINS/GPS紧组合导航系统... 为了研究卫星信号失效对SINS/GPS松组合导航系统和紧组合导航系统导航性能的影响,在分析惯导系统误差方程的基础上,给出了基于卡尔曼滤波的松组合和紧组合数学模型,构建了两种组合方式的仿真平台。仿真结果显示,SINS/GPS紧组合导航系统的精度要明显优于松组合导航系统,且在卫星信号失效导致可见星数目少于4颗甚至仅有1颗时,SINS/GPS紧组合依然能够保持组合模式,并可提供高于单一惯性导航系统的导航精度,说明了SINS/GPS紧组合方式具有较高的精度和可靠性。 展开更多

关键词 卫星信号失效 SINS GPS松组合导航系统 SINS GPS紧组合导航系统 卡尔曼滤波

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于长短期记忆神经网络的自适应容错方法

10

作者 沈子涵 赵修斌 +2 位作者 张闯 张良 刘鑫贤 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期831-838,共8页

针对传统的全球导航卫星系统/惯性导航系统(global navigation satellite system/inertial navigation system,GNSS/INS)紧组合系统容错方法对故障处理方式单一、环境适应性差的问题,提出了一种基于长短期记忆神经网络的自适应故障容错... 针对传统的全球导航卫星系统/惯性导航系统(global navigation satellite system/inertial navigation system,GNSS/INS)紧组合系统容错方法对故障处理方式单一、环境适应性差的问题,提出了一种基于长短期记忆神经网络的自适应故障容错方法。该方法基于长短期记忆神经网络建立GNSS伪距、伪距率预测模型。发生故障时,通过分量检测法定位故障观测的维度,并引入相对差分定位精度分析故障观测对系统定位精度的影响,从而实现隔离与重构策略的动态选择。利用实测数据从可见星数、几何构型、故障持续时间3个角度设置多组环境进行仿真实验。仿真结果表明,所提方法对复杂环境具有更好的适应能力,可有效降低故障存续期间系统的定位误差,提高系统的故障检测性能。 展开更多

关键词 全球导航卫星系统/惯性导航系统紧组合 容错 长短期记忆神经网络 定位精度 故障检测

在线阅读 下载PDF 职称材料

IMU精度对欺骗检测算法的影响分析 被引量：1

11

作者 李星童 王怡晨 《导航定位学报》 CSCD 2023年第6期87-92,163,共7页

针对全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)紧组合导航系统对抗欺骗干扰的常用方法基于新息的欺骗检测算法中,正常情况下,新息向量服从零均值的高斯分布,当受到欺骗干扰时均值不再为零,进而影响欺骗干扰检测效果,且由于INS惯性测量... 针对全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)紧组合导航系统对抗欺骗干扰的常用方法基于新息的欺骗检测算法中,正常情况下,新息向量服从零均值的高斯分布,当受到欺骗干扰时均值不再为零,进而影响欺骗干扰检测效果,且由于INS惯性测量单元(IMU)精度造成的位置误差也会影响新息向量的均值等问题,开展IMU精度对欺骗检测算法的影响分析:提出GNSS/INS紧组合模型与欺骗干扰模型;然后分析IMU精度对欺骗检测算法的影响,以及INS误差传播对观测新息的影响。实验结果表明,不同IMU精度对伪距估计值的影响,导致新息检测量在无欺骗干扰时不再是零均值;使用基于新息的欺骗检测算法对于IMU精度有要求,随着卡尔曼(Kalman)滤波状态传播间隔与检测窗口缩短,对于IMU精度的要求降低。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)紧组合 惯性测量单元(IMU)精度 欺骗检测算法 状态传播间隔

在线阅读 下载PDF 职称材料