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题名一种改进的姿态匹配船体变形测量方法
被引量：12
- 1
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作者
张涛
王帅
刘兴华
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机构
东南大学仪器科学与工程学院
微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室
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出处
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第1期8-14,共7页
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基金
惯性技术重点实验室基金(614250607011709)
水下信息与控制重点实验室基金(614221805051809)
+1 种基金
中央高校基本科研业务费(2242020k1G009,2242019K40041)
江苏绿色船舶技术重点实验室基金(2019Z01)。
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文摘
针对船体变形测量系统中模型不确定以及未知噪声影响导致的误差问题,分析并推导了模型偏差对滤波估计的影响,提出一种基于姿态匹配的强跟踪最大互相关熵卡尔曼滤波(STMCKF)算法,用于船体变形估计。该算法采用姿态匹配,基于两套惯性系统的姿态信息确立滤波观测量并建立线性量测方程,通过自适应在线调整多个渐消因子对多个数据通道进行渐消,减小模型失配导致的误差,并设计基于最大互相关熵准则为最优准则的滤波算法,减小量测过程中受到的非高斯噪声产生的误差。最后,在模型不匹配及噪声不确定的条件下进行了仿真验证。仿真结果表明,与传统卡尔曼滤波相比,变形估计精度提高10%~30%,提高了系统鲁棒性和环境适应性。
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关键词
姿态匹配
多渐消因子
最大熵
船体变形测量
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Keywords
attitude matching
multiple fading factor
maximum entropy
hull deformation measurement
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分类号
U666.1
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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题名基于激光陀螺自适应补偿的船体变形测量方法
被引量：6
- 2
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作者
杨云涛
武文远
吕海斌
李兆兆
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机构
解放军理工大学理学院
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出处
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2017年第2期166-170,共5页
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基金
国家自然科学基金项目(61275002)
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文摘
基于长期变形、动态挠曲变形以及陀螺随机零偏的状态方程,构建了激光陀螺测量的惯性姿态匹配最优滤波器,可以实时地估计出船体变形角。针对实时估计的长期变形角具有偏置误差的问题,推导了惯性姿态匹配的误差方程,指出动态挠曲变形角与船体惯性姿态角之间具有长时间的交叉相关耦合作用导致了长期变形角估计具有偏置误差,并提出了对输入到最优滤波器的激光陀螺角增量进行自适应补偿的方法来抑制偏置误差。实验结果表明,补偿后俯仰角、横滚角和艏挠角的偏置误差均方根均小于5″,较补偿前降低均方根误差约为5″,该自适应补偿方法可有效地抑制偏置误差,提高惯性姿态匹配方法在船体变形测量应用中的有效性。
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关键词
船体变形测量
激光陀螺
惯性姿态匹配
自适应滤波
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Keywords
ship hull angular deformation measurement
laser gyroscope
inertial attitude matching
adaptive compensation
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分类号
U666.1
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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题名考虑旋转调制INS轴角误差的船体变形测量方法
被引量：6
- 3
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作者
刘为任
高阳
赵坤
孙伟强
周海渊
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机构
中国船舶航海保障技术实验室
天津航海仪器研究所
中国卫星海上测控部
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出处
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第1期1-8,共8页
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基金
创新特区重点项目(20-XXX-04-ZD-024-004-01)。
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文摘
旋转调制式惯导已成为舰船主惯导,在采用旋转调制式惯导进行船体变形角测量时,由于旋转轴与惯性测量组件的坐标系不完全重合,导致船体变形角中被引入与旋转相关的波动误差。针对这一问题,提出了考虑旋转调制惯导转轴倾角误差的船体变形测量方法。推导了单轴旋转系统转轴倾角误差与船体变形测量之间的数学关系,构建了含有轴角误差的状态观测数学模型,利用卡尔曼滤波器实现了船体变形测量的同时对转轴倾角进行估计。实验结果表明,所提方法可以估计出旋转调制惯导中存在的转轴倾角大小,有效提高测得船体变形角精度,其中水平方向提升到6″,纵向方向提升到6″,为利用旋转调制式惯导进行船体变形测量提供参考。
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关键词
单轴旋转调制
转轴倾角
船体变形测量
惯性量匹配法
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Keywords
single-axis rotation modulation
rotation angle
hull deformation measurement
inertia matching method
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分类号
U666.1
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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题名激光陀螺组合体自主测量船体角变形的最优估计法
被引量：2
- 4
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作者
杨云涛
王省书
吴伟
黄宗升
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机构
国防科学技术大学光电科学与工程学院
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出处
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2014年第3期284-287,共4页
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基金
高等学校博士点专项科研基金(博导类)(20134307110023)
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文摘
根据激光陀螺组合体测量的角增量计算得到的惯性姿态匹配测量方程,结合动态变形模型和静态变形模型,构建了船体角变形测量的最优滤波器,实现了角变形的最优估计。该方法将角变形和激光陀螺的随机漂移误差近似为平稳随机过程并分别构建滤波器,静态变形建模为白噪声驱动的一阶随机游走过程,动态变形建模为二阶马尔可夫平稳随机过程。通过角速度匹配测量方程进行了角变形的观测性分析得知:动态变形的估计精度与激光陀螺的测量精度相当,静态变形的估计精度依赖于船体摇摆频率和幅度,因此最优估计法的误差主要为静态角变形模型的估计误差。仿真结果表明,通过设置合适的静态角变形模型参数,该最优估计法测量角变形的误差小于10"。
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关键词
船体角变形测量
激光陀螺组合体
静态角变形模型
最优估计
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Keywords
Computer simulation
Deformation
Gyroscopes
Random processes
Ships
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分类号
U666.1
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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题名非高斯环境下船变测量最大熵卡尔曼滤波方法
被引量：4
- 5
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作者
龙子旋
周琪
彭侠夫
张霄力
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机构
厦门大学航空航天学院
中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所
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出处
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2021年第11期3278-3287,共10页
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基金
航空科学基金(201958068002)资助课题。
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文摘
在进行惯性量匹配船体变形测量时,光纤陀螺组件(Fiber Gyroscope Unit,FGU)往往暴露在复杂海况的外扰环境中,经典卡尔曼滤波误差较大甚至出现发散。针对于此,引入最大熵准则(Maximum Correntropy Criterion,MCC)和基于权重矩阵的加权最小二乘(Weighted Least Squares,WLS)方法改进KF迭代过程,推导了一种用于噪声模型未知和非高斯环境中的MCC卡尔曼滤波器(MCC Kalman filter,MCCKF)。最后,基于角速度匹配法开展多组对比实验。实验证实相较于自适应和传统MCC滤波器,新算法无需实时调参,抑制外扰能力更优,可实现更高精度的变形角估计,满足快速收敛和抗复杂外扰的鲁棒性要求。
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关键词
船体变形测量
卡尔曼滤波
非高斯
最大熵准则
加权最小二乘
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Keywords
hull deformation measurement
Kalman filter
non-Gaussian
maximum correntropy criterion(MCC)
weighted least squares(WLS)
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分类号
TN13
[电子电信—物理电子学]
TN96
[电子电信—信号与信息处理]
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