INS/GPS组合导航系统的数据同步技术研究 被引量：41

1

作者 游文虎 姜复兴 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第4期20-22,35,共4页

指出在组合导航系统进行有效的信息融合之前,对来自不同导航传感器的数据进行同步化处理是非常重要的前提。对INS (惯性导航系统)和GPS构成的组合系统中的数据同步技术进行研究,提出了一种以GPS接收机输出的1PPS(每秒一个脉冲)作为参考... 指出在组合导航系统进行有效的信息融合之前,对来自不同导航传感器的数据进行同步化处理是非常重要的前提。对INS (惯性导航系统)和GPS构成的组合系统中的数据同步技术进行研究,提出了一种以GPS接收机输出的1PPS(每秒一个脉冲)作为参考时标,软硬件相结合的实时数据同步方法。实验结果表明:该方法能保证数据在融合点上准确同步。 展开更多

关键词 INS/gps组合导航系统 数据同步 导航传感器 惯性导航系统 全球定位系统 中断

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MIMU/GPS组合导航系统小型化设计 被引量：12

2

作者 包超 郭美凤 +1 位作者 周斌 刘刚 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第1期116-119,共4页

为满足小型无人机、手持制导设备及无人探测车等对低成本轻重量导航系统需求,应用MEMS惯性测量单元和GPS接收机模块,完成MIMU/GPS组合导航系统小型化设计。组合导航计算模块基于DSP+FPGA+FLASH设计完成,实现多传感器通信、串并行数据转... 为满足小型无人机、手持制导设备及无人探测车等对低成本轻重量导航系统需求,应用MEMS惯性测量单元和GPS接收机模块,完成MIMU/GPS组合导航系统小型化设计。组合导航计算模块基于DSP+FPGA+FLASH设计完成,实现多传感器通信、串并行数据转换及与上位机人机交互等功能。将计算模块、电源模块、MIMU及GPS接收机集成到嵌入式MIMU/GPS组合导航系统中,完成的系统直径80 mm,高度80 mm,质量不超过600 g。对集成后系统进行定点动姿态实验,结果表明:该组合导航系统定点位置测量精度在1 m以内,动姿态测量精度姿态角在0.1°以内,航向角在0.5°以内。 展开更多

关键词 MIMU gps组合导航系统 嵌入式系统 小型化

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基于DSP的MIMU/GPS组合导航系统研究 被引量：11

3

作者 黄丽斌 周百令 单茂华 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第3期12-15,共4页

介绍了一种以DSP为核心的MIMU/GPS组合导航系统设计,它具有体积小、成本低等优点。针对系统噪声难于准确统计的情况,系统采用了一种适用于系统噪声协方差阵未知情况下的自适应卡尔曼滤波算法,用它作为组合算法,并对组合导航系统进行了... 介绍了一种以DSP为核心的MIMU/GPS组合导航系统设计,它具有体积小、成本低等优点。针对系统噪声难于准确统计的情况,系统采用了一种适用于系统噪声协方差阵未知情况下的自适应卡尔曼滤波算法,用它作为组合算法,并对组合导航系统进行了数字仿真。结果表明:该自适应滤波算法可以有效地抑制滤波发散,增强了系统对环境的适应性。 展开更多

关键词 DSP MIMU/gps组合导航系统 系统设计 数字信号处理器 自适应卡尔曼滤波 捷联导航计算机 微型惯性测量组合

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MIMU/GPS组合导航系统研究 被引量：4

4

作者 杨艳娟 金志华 +1 位作者 田蔚风 钱峰 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第5期1-4,共4页

根据智能交通对车辆导航和定位的要求,研究了MIMU与GPS松散组合导航系统,以速度、位置作为观测量设计了Kalman 滤波器。为了验证系统的性能,利用MIMU实验室测试数据和GPS仿真数据对该组合导航系统进行了半物理仿真,分别给出了纯MIMU、... 根据智能交通对车辆导航和定位的要求,研究了MIMU与GPS松散组合导航系统,以速度、位置作为观测量设计了Kalman 滤波器。为了验证系统的性能,利用MIMU实验室测试数据和GPS仿真数据对该组合导航系统进行了半物理仿真,分别给出了纯MIMU、组合导航系统及GPS信号短时间丢失时的位置误差仿真曲线。分析结果表明组合系统具有良好的长期工作精度,能够满足车辆导航和定位的要求。 展开更多

关键词 MIMU/gps组合导航系统 智能交通 松散组合导航系统 半物理仿真 车辆导航 车辆定位 交通管理

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低精度的SINS/GPS组合导航系统中初始航向对准技术(英文) 被引量：11

5

作者 严恭敏 秦永元 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期237-241,共5页

低精度的捷联惯导系统(SINS)无法实现航向自对准,用于初始航向对准的SINS/GPS组合系统是强非线性系统.通过变换估计量的方法,将航向角的估计转换为两个三角函数变量的估计,在大航向角误差的条件下忽略了大部分次要因素的影响,推导了用... 低精度的捷联惯导系统(SINS)无法实现航向自对准,用于初始航向对准的SINS/GPS组合系统是强非线性系统.通过变换估计量的方法,将航向角的估计转换为两个三角函数变量的估计,在大航向角误差的条件下忽略了大部分次要因素的影响,推导了用于初始航向角估计的SINS/GPS组合系统方程.最后进行了航向角对准仿真,结果表明:在初始航向角完全未知的情况下,载体经过短时间(20s)的机动,航向角的估计精度能达到3°左右. 展开更多

关键词 捷联惯导系统 SINS/gps组合导航系统 初始对准 卡尔曼滤波

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基于UKF的INS/GPS组合导航系统仿真 被引量：4

6

作者 卢舒勃 杨永胜 敬忠良 《科学技术与工程》 2011年第4期773-778,共6页

通过Unscented卡尔曼滤波(UKF)算法,研究INS/GPS紧耦合组合导航系统中滤波算法的问题,避免了对非线性的系统方程进行线性化。同时将自适应原理引入UKF,给出了一种自适应UKF算法。将EKF、UKF和自适应UKF分别应用到INS/GPS组合导航系统的... 通过Unscented卡尔曼滤波(UKF)算法,研究INS/GPS紧耦合组合导航系统中滤波算法的问题,避免了对非线性的系统方程进行线性化。同时将自适应原理引入UKF,给出了一种自适应UKF算法。将EKF、UKF和自适应UKF分别应用到INS/GPS组合导航系统的滤波中。仿真结果表明,相比UKF算法,自适应UKF算法进一步提高导航解的精度和收敛速度,同时系统的鲁棒性也得到了提高。 展开更多

关键词 扩展卡尔曼滤波 UNSCENTED卡尔曼滤波 自适应滤波 INS/gps组合导航系统

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SINS/GPS松组合与紧组合导航系统抗干扰性能比较与验证 被引量：8

7

作者 孙兆妍 王新龙 《航空兵器》 2014年第4期31-35,53,共6页

针对SINS/GPS组合导航系统在军民领域广泛应用的特点,详细建立了基于位置/速度的SINS/GPS松组合模型、基于伪距/伪距率的SINS/GPS紧组合模型。分别在正常GPS信号和加入强干扰后GPS信号的条件下,对比了松组合和紧组合模式的导航结果。仿... 针对SINS/GPS组合导航系统在军民领域广泛应用的特点,详细建立了基于位置/速度的SINS/GPS松组合模型、基于伪距/伪距率的SINS/GPS紧组合模型。分别在正常GPS信号和加入强干扰后GPS信号的条件下,对比了松组合和紧组合模式的导航结果。仿真验证结果表明,相比于松组合模式,紧组合模式能较快适应强干扰,并使系统振荡减弱,快速收敛,确保高导航定位精度。因此,在强干扰、高动态飞行条件下,更适宜采用SINS/GPS紧组合模式。 展开更多

关键词 SINS/gps组合导航系统 松组合 紧组合 强干扰

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GPS/SINS组合导航系统混合校正卡尔曼滤波方法 被引量：19

8

作者 林敏敏 房建成 高国江 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第3期29-33,共5页

利用卡尔曼滤波器将GPS伪距与SINS进行了深组合,在分析了导航误差产生原因的基础上,提出了输出校正与反馈校正相结合的混合校正卡尔曼滤波方法。与输出校正和反馈校正方案相比,这种校正方法提高了系统导航精度。仿真结果验证了混合校正... 利用卡尔曼滤波器将GPS伪距与SINS进行了深组合,在分析了导航误差产生原因的基础上,提出了输出校正与反馈校正相结合的混合校正卡尔曼滤波方法。与输出校正和反馈校正方案相比,这种校正方法提高了系统导航精度。仿真结果验证了混合校正卡尔曼滤波方法的有效性。 展开更多

关键词 gps/SINS组合导航系统 混合校正 卡尔曼滤波 导航精度 全球定位系统 惯性导航系统

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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

9

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

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GPS/SINS组合导航系统状态的可观测度分析方法 被引量：6

10

作者 帅平 陈定昌 江涌 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期12-19,共8页

系统状态的可观测度是检验所设计的Kalman滤波器的收敛精度和速度的重要指标。首先 ,分别论述分段式定常系统 (PWCS)的可观测性分析方法和基于奇异值分解的系统状态可观测度分析方法。然后 ,证明GPS/SINS组合导航系统满足PWCS分析定理要... 系统状态的可观测度是检验所设计的Kalman滤波器的收敛精度和速度的重要指标。首先 ,分别论述分段式定常系统 (PWCS)的可观测性分析方法和基于奇异值分解的系统状态可观测度分析方法。然后 ,证明GPS/SINS组合导航系统满足PWCS分析定理要求 ,并进一步提出改进的线性时变系统状态的可观测度分析方法 ,以适用于分析全弹道过程系统状态的可观测度。最后 。 展开更多

关键词 gps/SINS组合导航系统 全球定位系统 捷联式惯性导航系统 可观测度分析 分段式定常系统

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割草机器人工作原理及试验研究—基于GPS/DR组合导航系统 被引量：7

11

作者 贺涛 肖勇 《农机化研究》 北大核心 2017年第8期191-194,共4页

随着国民经济不断发展,我国人民生活水平不断提升,多种人工作业逐渐被机器所取代。GPS/DR组合导航系统能够有效提升割草机器人定位精度,克服传统割草机器人固有弊端,提高工作效率。为此,对GPS/DR组合导航系统原理展开了分析,进行了GPS/D... 随着国民经济不断发展,我国人民生活水平不断提升,多种人工作业逐渐被机器所取代。GPS/DR组合导航系统能够有效提升割草机器人定位精度,克服传统割草机器人固有弊端,提高工作效率。为此,对GPS/DR组合导航系统原理展开了分析,进行了GPS/DR组合导航系统割草机器人研究,并进行了相关试验研究,验证了GPS/DR组合导航系统割草机器人相对于传统割草机器人的优势。 展开更多

关键词 割草机器人 gps/DR组合导航系统 试验研究

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自适应联邦滤波器及其在组合导航系统中的应用 被引量：7

12

作者 卢海曦 周百令 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第6期678-681,共4页

针对现有的信息分配方法在滤波精度和自适应性方面存在不足的问题,设计了一种在模糊神经网络基础上改进的自适应联邦滤波器,利用模糊神经网络自适应地调整信息分配系数,从而有效抑制干扰对子滤波器工作状态的影响,使主滤波器能够充分、... 针对现有的信息分配方法在滤波精度和自适应性方面存在不足的问题,设计了一种在模糊神经网络基础上改进的自适应联邦滤波器,利用模糊神经网络自适应地调整信息分配系数,从而有效抑制干扰对子滤波器工作状态的影响,使主滤波器能够充分、有效地利用子滤波器的信息。将这种自适应联邦滤波器应用到MINS/GPS组合导航系统设计中,并对系统进行了仿真。通过与基于常规联邦滤波器的组合系统的仿真结果比较可知,自适应联邦滤波器的组合系统在性能上有了显著的提高,且速度误差标准差控制在0.06m/s以内,位置误差标准差控制在3.3m以内,具有良好的导航精度。 展开更多

关键词 自适应联邦滤波器 模糊神经网络 信息分配 MINS/gps组合导航系统

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自适应融合滤波算法及其在INS/GPS组合导航中的应用 被引量：12

13

作者 王小旭 赵琳 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2503-2511,共9页

针对扩展卡尔曼滤波器(EKF)在系统模型不确定时存在鲁棒性差、精度低的问题,设计了一种基于交互式多模型(IMM)的自适应融合滤波(AFF)算法。IMM-AFF算法采用两个模型来描述系统结构,且与每个模型相对应的Sage-Husa滤波器和强跟踪滤波器(S... 针对扩展卡尔曼滤波器(EKF)在系统模型不确定时存在鲁棒性差、精度低的问题,设计了一种基于交互式多模型(IMM)的自适应融合滤波(AFF)算法。IMM-AFF算法采用两个模型来描述系统结构,且与每个模型相对应的Sage-Husa滤波器和强跟踪滤波器(STF)独立并行工作,系统的状态估计则是两种滤波器估计的模型概率加权融合。IMM-AFF算法兼具Sage-Husa滤波器状态估计精度高和STF对系统模型不确定具有强鲁棒性的优点,克服了两种滤波器各自单独使用时的缺点。将IMM-AFF算法应用于INS/GPS组合导航系统的仿真结果表明,IMM-AFF算法的滤波精度和鲁棒性均明显优于目前工程应用中的EKF,特别是大大提高了INS/GPS系统的定位精度。 展开更多

关键词 INS/gps组合导航系统 自适应融合滤波算法 交互式多模型 Sage-Husa滤波器 强跟踪滤波器 模型概率

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多传感器多尺度融合估计在组合导航系统中的应用 被引量：7

14

作者 周雪梅 吴简彤 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第2期41-44,共4页

基于某一给定尺度上的动态系统和不同尺度上的观测系统建立了多传感器的多尺度融合估计模型及算法,并将此算法应用于GPS/INS 组合导航系统中,获得了比仅在单一尺度上进行估计更好的结果,有效地提高了组合导航系统的精度。

关键词 多传感器 多尺度 gps/INS组合导航系统 融合估计 应用 估计模型 系统建立 动态系统 算法

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基于博弈论的鲁棒滤波器应用于GPS/INS组合系统的设计研究 被引量：3

15

作者 白宇骏 徐晓苏 刘国燕 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第4期7-10,共4页

考虑了组合导航系统中的不确定噪声问题;根据博弈理论与最优控制理论,提出一种能够在具有不确定噪声干扰中最小化滤波误差的极小极大值鲁棒滤波器。通过设计一种高动态的飞行轨迹进行仿真研究,发现在不确定噪声干扰下该算法具有比标准... 考虑了组合导航系统中的不确定噪声问题;根据博弈理论与最优控制理论,提出一种能够在具有不确定噪声干扰中最小化滤波误差的极小极大值鲁棒滤波器。通过设计一种高动态的飞行轨迹进行仿真研究,发现在不确定噪声干扰下该算法具有比标准卡尔曼滤波器更高的精度。 展开更多

关键词 博弈论 鲁棒滤波器 gps/INS组合导航系统 最优控制 卡尔曼滤波器 全球定位系统 惯性导航系统

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多尺度融合估计算法及其在导航系统中的应用 被引量：1

16

作者 司长哲 任松 《电讯技术》 2007年第6期109-115,共7页

针对如何将多传感器的数据进行融合处理、提高数据处理的可靠性和处理精度的现实问题,提出一种多尺度融合估计算法,对多传感器的数据进行估计处理。该算法首先建立系统的动态方程和观测方程,然后利用小波变换将数据在不同尺度上进行融... 针对如何将多传感器的数据进行融合处理、提高数据处理的可靠性和处理精度的现实问题,提出一种多尺度融合估计算法,对多传感器的数据进行估计处理。该算法首先建立系统的动态方程和观测方程,然后利用小波变换将数据在不同尺度上进行融合处理,归纳出该算法的实现步骤。最后通过在SINS/GPS组合导航系统中的实际应用,进一步证明了该算法能够有效地提高多传感器数据的处理精度。在实际应用时,结合应用环境设置适当的尺度,可以达到较好的应用效果。 展开更多

关键词 SINS/gps组合导航系统 多尺度估计 数据融合 多传感器 KALMAN滤波

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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

17

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

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基于DSP的嵌入式导航计算机分布式系统设计 被引量：10

18

作者 黄丽斌 周百令 单茂华 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第4期16-19,共4页

为满足MIMU/GPS组合导航系统的小型化、低功耗、低成本等条件,以及越来越高的精度要求,以TI公司TMS320VC5402型DSP器件为核心,设计了一种嵌入式导航计算机分布式系统。此设计可提高系统的精度,更好地满足系统实时性要求。

关键词 DSP MIMU/gps组合导航系统 嵌入式导航计算机分布式系统 设计 数字信号处理器

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高动态环境下基于H_∞滤波的深组合导航技术

19

作者 刘瑜 王海维 高社生 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2010年第11期184-187,共4页

捷联惯性导航系统(SINS)/全球定位系统(GPS)组合导航系统是适用飞机和现代武器装备的高精度导航系统。针对高动态环境下GPS/SINS组合导航系统的定位精度问题,以炮射无人机为例提出基于H∞滤波技术的SINS/GPS伪距、伪距率深组合导航方案... 捷联惯性导航系统(SINS)/全球定位系统(GPS)组合导航系统是适用飞机和现代武器装备的高精度导航系统。针对高动态环境下GPS/SINS组合导航系统的定位精度问题,以炮射无人机为例提出基于H∞滤波技术的SINS/GPS伪距、伪距率深组合导航方案,用于提高高动态环境下组合导航系统的精度和鲁棒性。仿真结果表明,H∞滤波器不但比Kalman滤波器鲁棒性强,而且可用于带有强有色噪声的高动态系统中,并能保持较高的精度。 展开更多

关键词 炮射无人机 高动态环境 SINS/gps组合导航系统 伪距、伪距率 H滤波

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基于MEP-UKF的组合导航滤波算法 被引量：4

20

作者 王小旭 赵琳 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期432-439,共8页

针对目前应用于SINS/GPS组合导航系统中的扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)存在精度低、实时性差的缺点,提出一种基于模型误差预测(Model Error Prediction,MEP)的Unscented卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)。MEP-UK... 针对目前应用于SINS/GPS组合导航系统中的扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)存在精度低、实时性差的缺点,提出一种基于模型误差预测(Model Error Prediction,MEP)的Unscented卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)。MEP-UKF滤波算法将惯性器件测量误差作为模型误差使用MEP进行实时预测的同时,采用UKF估计载体的姿态、速度及位置等误差信息,并反馈给SINS系统来校正导航参数。MEP-UKF不仅克服了UKF必须假设惯性器件误差为高斯白噪声的局限性,而且降低了SINS/GPS组合导航系统状态变量的维数,大大缩短了导航解算的时间。仿真结果表明,MEP-UKF的收敛速度和滤波精度均明显优于EKF,更好地满足了工程应用中对导航精度和实时性的要求。 展开更多

关键词 SINS/gps组合导航系统 模型误差预测 UNSCENTED卡尔曼滤波 导航精度 实时性

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