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Attention-GRU神经网络辅助的SINS/DVL组合导航算法 被引量：1
1
作者 王立辉 刘恩东 +3 位作者 吴璠 胡桥 郝程鹏 吴敏 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期565-571,共7页
针对多普勒测速仪(DVL)短时失效导致定位精度下降的问题,提出了一种注意力机制门控循环单元(Attention-GRU)辅助的捷联惯导(SINS)/DVL组合导航算法。当DVL测速有效时,使用SINS/DVL组合导航信息对Attention-GRU神经网络进行训练。当DVL... 针对多普勒测速仪(DVL)短时失效导致定位精度下降的问题,提出了一种注意力机制门控循环单元(Attention-GRU)辅助的捷联惯导(SINS)/DVL组合导航算法。当DVL测速有效时,使用SINS/DVL组合导航信息对Attention-GRU神经网络进行训练。当DVL故障时,使用训练完毕的Attention-GRU神经网络预测DVL速度辅助校正SINS。仿真结果表明:当DVL故障时,Attention-GRU相对纯惯性导航系统和GRU在匀速运动状态的平均速度误差分别减小了71.35%和3.48%,平均位置误差分别减小了34.76%和1.74%;在运动状态变化时平均速度误差分别减小了58.45%和14.67%,平均位置误差分别减小了9.82%和2.27%。 展开更多
关键词 组合导航 自适应卡尔曼滤波 dvl故障 门控循环单元 注意力机制
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大航程AUV SINS/DVL组合导航定位精度研究 被引量：6
2
作者 钱辉 丁永忠 《兵工自动化》 2010年第2期46-48,共3页
为了进一步提高AUV的导航定位精度,研究SINS/DVL组合导航系统在大航程AUV上的应用。首先,建立其误差分析模型;然后,提出使用常规kalman滤波方程计算误差的思想;最后,在系统噪声与观测噪声已知的情况下,应用常规kalman滤波算法进行仿真... 为了进一步提高AUV的导航定位精度,研究SINS/DVL组合导航系统在大航程AUV上的应用。首先,建立其误差分析模型;然后,提出使用常规kalman滤波方程计算误差的思想;最后,在系统噪声与观测噪声已知的情况下,应用常规kalman滤波算法进行仿真分析。结果表明,该滤波存在明显发散,导致误差方差阵失去非负定性,影响滤波增值。 展开更多
关键词 sins/dvl组合导航系统 AUV捷联惯导系统 KALMAN滤波器 系统测量方程 仿真
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水下SINS/DVL组合导航技术综述 被引量：28
3
作者 赵俊波 葛锡云 +1 位作者 冯雪磊 周宏坤 《水下无人系统学报》 北大核心 2018年第1期2-9,共8页
基于捷联惯性导航系统(SINS)与多普勒计程仪(DVL)相结合的组合导航技术近年来在自主水下航行器(AUV)导航上得到了广泛应用。文中简要介绍了水下SINS/DVL组合导航的基本原理、耦合方式和系统应用研究现状;详细论述了数据融合处理技术、... 基于捷联惯性导航系统(SINS)与多普勒计程仪(DVL)相结合的组合导航技术近年来在自主水下航行器(AUV)导航上得到了广泛应用。文中简要介绍了水下SINS/DVL组合导航的基本原理、耦合方式和系统应用研究现状;详细论述了数据融合处理技术、标定技术和DVL数据失效处理技术等3个关键技术及其研究现状;最后,探讨了水下SINS/DVL组合导航技术的发展趋势及其将要面临的技术问题。文中的研究可为水下高精度组合导航研究提供参考。 展开更多
关键词 自主水下航行器 组合导航 捷联惯性导航系统/多普勒计程仪 卡尔曼滤波 dvl数据失效
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水下SINS/DVL组合导航误差抑制综述 被引量：3
4
作者 曾观林 冯国虎 《现代防御技术》 北大核心 2023年第4期25-35,共11页
为实现水下潜航器高精度长航时航行,基于SINS/DVL组合导航的误差抑制和校正技术是关键。对于DVL数据失效情况,介绍了不同的替代方法。比较了SINS/DVL组合数据融合常见滤波算法;从长航时导航误差抑制和校正角度,叙述了阻尼算法、地形辅... 为实现水下潜航器高精度长航时航行,基于SINS/DVL组合导航的误差抑制和校正技术是关键。对于DVL数据失效情况,介绍了不同的替代方法。比较了SINS/DVL组合数据融合常见滤波算法;从长航时导航误差抑制和校正角度,叙述了阻尼算法、地形辅助校正、重力匹配辅助定位、长基线系统辅助定位和重力扰动补偿等方法。可为水下潜航器SINS/DVL组合长航时导航误差抑制提供参考。 展开更多
关键词 sins/dvl组合导航 dvl数据失效 数据融合 长航时 误差抑制
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基于改进Sage-Husa自适应滤波算法的SINS/DVL组合导航 被引量：5
5
作者 朱天高 刘勇 +2 位作者 李文魁 楼鉴路 祝西枰 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2023年第2期38-43,共6页
捷联惯性导航系统(SINS)与多普勒计程仪(DVL)组合导航时需考虑量测数据异常问题。针对该问题,设计一种基于渐消因子动态调整的改进Sage-Husa自适应滤波。此滤波旨在解决自适应滤波估计量测噪声参数性能对渐消因子依赖性强的问题,提升DV... 捷联惯性导航系统(SINS)与多普勒计程仪(DVL)组合导航时需考虑量测数据异常问题。针对该问题,设计一种基于渐消因子动态调整的改进Sage-Husa自适应滤波。此滤波旨在解决自适应滤波估计量测噪声参数性能对渐消因子依赖性强的问题,提升DVL量测信息异常情况下的导航精度。实验结果表明,基于渐消因子动态调整的改进Sage-Husa自适应滤波,在DVL数据异常的复杂环境中仍可具有较好的信息处理能力,导航性能提高显著,实现高精度的组合导航,具有一定的研究与参考价值。 展开更多
关键词 多普勒计程仪 组合导航 dvl数据异常 渐消因子
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基于波束域信息的SINS/DVL组合导航算法 被引量：5
6
作者 马小艳 陆明泉 +1 位作者 张辉 张吉先 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期164-170,共7页
针对水下环境影响导致DVL回波个数小于4,常规惯性/DVL组合导航无法进行,对DVL的回波信息利用不充分的问题,提出了一种基于波束域信息的SINS/DVL组合导航方法。直接将DVL测量的波束域信息与惯导系统速度转化得到的频移差值作为观测量,考... 针对水下环境影响导致DVL回波个数小于4,常规惯性/DVL组合导航无法进行,对DVL的回波信息利用不充分的问题,提出了一种基于波束域信息的SINS/DVL组合导航方法。直接将DVL测量的波束域信息与惯导系统速度转化得到的频移差值作为观测量,考虑惯导以及DVL的多项误差,建立基于频移观测量的卡尔曼滤波模型,实现对惯导系统误差和DVL误差估计与修正。数学仿真及试验结果表明:所提方法与基于速度匹配的算法相比,组合导航定位精度提高30%以上,多普勒信息的利用率以及对水下复杂环境的适应性均有显著提升。 展开更多
关键词 惯性导航 多普勒频移 波束域 组合导航 dvl
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SINS/DVL组合导航在海底挖沟机施工中的应用探索
7
作者 赵宁 程志友 +1 位作者 朱西河 王怀栋 《广州航海学院学报》 2023年第1期24-28,共5页
针对难以精确监测海底挖沟机工作状态的问题,依据捷联惯性导航系统SINS(Strapdown inertial navigation system)以及DVL(Doppler log)水下组合导航技术的原理,建立组合导航模型以及误差模型,根据施工特点设置挖沟施工作业路线,依照挖沟... 针对难以精确监测海底挖沟机工作状态的问题,依据捷联惯性导航系统SINS(Strapdown inertial navigation system)以及DVL(Doppler log)水下组合导航技术的原理,建立组合导航模型以及误差模型,根据施工特点设置挖沟施工作业路线,依照挖沟机实际作业状态设置运动参数,并进行仿真实验,验证SINS/DVL技术在海底挖沟机管道铺设作业中的监测能力.结果表明,在铺设海底管道时,SINS/DVL组合导航系统可以实时获取海底挖沟机的工作数据,测量高精度的经纬位置、速度、姿态数据:经、纬度误差控制在±0.02°范围内;速度误差在-0.05~0.10 m/s范围内;俯仰角误差为±0.20°,横滚角误差为±0.20°,航向角误差为±1.00°. 展开更多
关键词 海底挖沟机 sins/dvl 组合导航 海底管道
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基于SINS/DVL/GPS的AUV组合导航标定方法的研究及其误差分析 被引量：10
8
作者 吕志刚 《舰船电子工程》 2018年第6期33-36,共4页
为了进一步提高自主水下航行器(AUV)捷联惯导(SINS)与多普勒计程仪(DVL)组合导航定位精度,需要准确标定出SINS与DVL之间的安装误差角以及DVL的刻度系数。论文系统的介绍了组合导航系统的标定方法和流程,最后分析了组合导航系统的误差来源。
关键词 sins/dvl组合导航 惯性导航 多普勒计程仪 标定 误差源
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基于单因子抗差估计的SINS/DR高速列车组合导航定位研究
9
作者 冯庆胜 孙泽锦 《大连交通大学学报》 CAS 2024年第5期98-104,113,共8页
为了有效抑制列车长时间运行下SINS系统定位误差的快速积累,并解决GNSS/SINS组合导航系统在卫星信号故障时不能正常工作的问题,提出了一种基于单因子抗差估计的SINS/DR组合导航定位算法,在SINS系统基础上,引入车载里程仪,作为一种提供... 为了有效抑制列车长时间运行下SINS系统定位误差的快速积累,并解决GNSS/SINS组合导航系统在卫星信号故障时不能正常工作的问题,提出了一种基于单因子抗差估计的SINS/DR组合导航定位算法,在SINS系统基础上,引入车载里程仪,作为一种提供列车航位推算数据的设备,通过卡尔曼滤波器的反馈校正获得列车导航参数的最优估计值。在传统卡尔曼滤波器的基础上引入一种自适应调节因子,强化了卡尔曼滤波器的反馈校正效果,保证了在系统建模不准确时仍可获得列车导航参数的最优估计值。计算机仿真结果表明,设计的组合导航定位算法不仅可以保证高速列车长时间运行的定位精度和稳定性,而且在高速列车紧急制动的情况下仍具备较强的抗干扰能力,可以满足列车定位的基本要求。 展开更多
关键词 sins/DR 组合导航 单因子 反馈校正 列车定位
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基于自适应滤波的水下SINS/相控阵DVL组合导航算法设计 被引量：7
10
作者 唐康华 江明明 翁炬 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期65-70,共6页
针对远程自主水下航行器的远程性和自主性,加之水下环境复杂,其导航和定位的精度很难保证的特点,设计一种基于相控阵DVL的自适应滤波的SINS/DVL组合导航算法。基于相控阵DVL特点,推导了速度观测方程,并对降维滤波器进行了设计和时空误... 针对远程自主水下航行器的远程性和自主性,加之水下环境复杂,其导航和定位的精度很难保证的特点,设计一种基于相控阵DVL的自适应滤波的SINS/DVL组合导航算法。基于相控阵DVL特点,推导了速度观测方程,并对降维滤波器进行了设计和时空误差进行修正。采用50型激光陀螺研制出工程样机,并进行了河试试验和海试试验,试验结果表明采用自适应滤波算法能够进一步提高SINS/DVL自主导航的精度,并且SINS/DVL自主导航精度优于2‰D(D为航程),为远程水下航行器提供一种自主好、精度高、价格适中的导航手段。 展开更多
关键词 sins dvl组合导航 自适应滤波 激光陀螺 相控阵dvl 水下航行器
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模糊自适应Kalman滤波算法在SINS/DR组合导航的应用 被引量：1
11
作者 许建国 周源 王少蕾 《兵工自动化》 北大核心 2024年第9期1-6,共6页
针对里程仪测量误差导致组合导航精度降低的问题,提出基于系统工作状态和滤波器新息状态相结合的模糊自适应算法。根据新息的变化确定模糊规则,修正里程仪输出增益,使新息始终保持在零均值附近,利用修正后的新息修正观测噪声方差,降低... 针对里程仪测量误差导致组合导航精度降低的问题,提出基于系统工作状态和滤波器新息状态相结合的模糊自适应算法。根据新息的变化确定模糊规则,修正里程仪输出增益,使新息始终保持在零均值附近,利用修正后的新息修正观测噪声方差,降低导航定位的偏差。仿真实验结果证明,该算法能够很好地提高组合导航定位的精度。 展开更多
关键词 sins/DR组合导航 里程仪 模糊自适应算法 KALMAN滤波
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SINS/GPS/DVL组合导航系统的容错研究 被引量：2
12
作者 刘承香 孙枫 曹洁 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第6期11-16,共6页
结合SINS/GPS/DVL组合导航系统各子系统的特点,提出了一种新的容错设计方案。此方案采用并列运行的滤波器族结构,该结构可以提供不受污染的最优解,且具有容错性好和系统输出数据热备份等优点。仿真结果表明,此方案既可有效地监测和隔离... 结合SINS/GPS/DVL组合导航系统各子系统的特点,提出了一种新的容错设计方案。此方案采用并列运行的滤波器族结构,该结构可以提供不受污染的最优解,且具有容错性好和系统输出数据热备份等优点。仿真结果表明,此方案既可有效地监测和隔离系统故障,同时保证了系统的精度。 展开更多
关键词 组合导航系统 故障检测 系统重构sins/GPS/dvl 容错设计 卡尔曼滤波 滤波器族 故障检测模块 隔离模块
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SVR辅助SINS-DVL的水下机器人组合导航方法 被引量：2
13
作者 魏奥博 郑荣 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第1期161-167,共7页
多普勒计程仪(DVL)在水下导航系统应用越来越广泛。当海底环境发生变化时,DVL会发生数据刷新频率不稳定,数据无效等情况。为了提高导航的可靠性,本文提出了一种变训练集的SVR回归方法,对DVL的数据进行预测。根据水下机器人的速度变化率... 多普勒计程仪(DVL)在水下导航系统应用越来越广泛。当海底环境发生变化时,DVL会发生数据刷新频率不稳定,数据无效等情况。为了提高导航的可靠性,本文提出了一种变训练集的SVR回归方法,对DVL的数据进行预测。根据水下机器人的速度变化率和加速度变化率调节训练集大小。把捷联惯导(SINS)的东向和北向速度作为输入,DVL东向和北向速度作为输出对模型进行训练。根据SINS的数据输出频率,选取合适的预测数据输出频率进行仿真。仿真发现算法有效地提高了SINS/DVL组合导航的精度,并在DVL数据无效时,有效地抑制误差,提高导航系统的稳定性。 展开更多
关键词 SVR sins-dvl 组合导航 dvl数据无效
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SINS/GPS/CNS组合导航联邦滤波算法 被引量：30
14
作者 张科 刘海鹏 +1 位作者 李恒年 钱山 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期226-230,共5页
针对飞行器在长航时高速巡航过程中,捷联惯性导航系统存在误差漂移,GPS导航可能会丢星、信号失锁,天文导航系统易受环境干扰,组合系统模型线性化误差易导致滤波发散等问题,分析了三种导航系统的优缺点,提出了SINS/GPS/CNS组合导航联邦... 针对飞行器在长航时高速巡航过程中,捷联惯性导航系统存在误差漂移,GPS导航可能会丢星、信号失锁,天文导航系统易受环境干扰,组合系统模型线性化误差易导致滤波发散等问题,分析了三种导航系统的优缺点,提出了SINS/GPS/CNS组合导航联邦滤波算法,该算法可以取长补短,巧妙地将GPS定位和天文导航定姿精度高的优势辅助于捷联惯导系统,利用卡尔曼联邦滤波器对捷联惯导系统进行误差估计,并对联邦滤波算法进行了有效的改进。计算机仿真显示,该滤波器收敛速度快,具有一定的容错功能,其滤波精度较SINS/GPS组合导航系统在位置误差和速度误差上均有约5%左右的小幅提升,在平台角误差上更是提高了一个数量级。仿真结果验证了该组合导航方案的可行性和算法的有效性,有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 sins GPS CNS 组合导航 KALMAN滤波 联邦滤波
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激光陀螺SINS/GPS组合导航车载试验系统 被引量：11
15
作者 李涛 吴美平 +1 位作者 江明 庹洲慧 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期104-108,共5页
SINS GPS组合导航系统已经应用于许多不同的领域。介绍一种已经进入试验阶段的低成本激光陀螺SINS GPS组合导航系统。根据系统的硬件结构,设计实现了与实际系统相匹配的组合导航滤波器,根据车载试验的结果,着重分析了系统车载试验中不... SINS GPS组合导航系统已经应用于许多不同的领域。介绍一种已经进入试验阶段的低成本激光陀螺SINS GPS组合导航系统。根据系统的硬件结构,设计实现了与实际系统相匹配的组合导航滤波器,根据车载试验的结果,着重分析了系统车载试验中不同导航模式对系统性能的影响,最后给出了一些有益的结论。 展开更多
关键词 激光陀螺 sins GPS 组合导航 KALMAN滤波
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基于自适应分类容错滤波的SINS/GNSS组合导航方法 被引量：9
16
作者 郭慧娟 刘慧英 +1 位作者 石静 孙景峰 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期39-44,共6页
针对SINS/GNSS组合导航在GNSS信号异常时出现的系统滤波精度和稳定性下降的问题,提出一种基于EKF的自适应分类容错滤波算法。该算法通过比较系统残差协方差矩阵的实际值与理论值来检测GNSS信号是否存在异常,然后对异常信号进行分类,并... 针对SINS/GNSS组合导航在GNSS信号异常时出现的系统滤波精度和稳定性下降的问题,提出一种基于EKF的自适应分类容错滤波算法。该算法通过比较系统残差协方差矩阵的实际值与理论值来检测GNSS信号是否存在异常,然后对异常信号进行分类,并对不同类别的异常信号使用不同的加权矩阵进行修正,以减弱异常值对系统滤波精度的影响,同时在滤波过程中加入UD分解,使系统滤波性能更稳定。仿真结果表明:该算法能够有效降低GNSS输出异常信号对SINS/GNSS组合导航带来的不利影响并提高系统稳定性;在GNSS信号出现异常情况下,其导航精度相比EKF至少提高95.6%,相比REKF和AEKF分别至少提高44.5%和24.6%。 展开更多
关键词 sins/GNSS组合导航 自适应滤波 分类 容错滤波
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GPS/SINS紧组合导航系统信息融合技术研究 被引量：10
17
作者 吴凤柱 何矞 +1 位作者 焦旭 李南海 《电子技术应用》 北大核心 2013年第2期67-69,73,共4页
为了提高复杂环境条件下导弹的导航精度,以GPS/SINS紧组合导航系统为研究对象,首先研究了GPS/SINS紧组合导航系统的数学模型;然后对扩展卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波的算法进行了详细的分析;最后将这两种滤波算法应用到GPS/SINS紧组合导... 为了提高复杂环境条件下导弹的导航精度,以GPS/SINS紧组合导航系统为研究对象,首先研究了GPS/SINS紧组合导航系统的数学模型;然后对扩展卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波的算法进行了详细的分析;最后将这两种滤波算法应用到GPS/SINS紧组合导航系统中。系统仿真结果表明,UKF在位置、速度的估计精度上均优于EKF,并且UKF具有更好的稳定性和收敛性。 展开更多
关键词 GPS sins 紧组合导航 EKF UKF
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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：18
18
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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三星定位/SINS伪距组合导航系统的研究 被引量：9
19
作者 林雪原 刘建业 范胜林 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2002年第6期6-12,共7页
双星定位系统是中国建立起来的一种区域性全球定位系统(RDSS)。文章分析了双星定位系统存在的不足,提出了在双星定位系统上基于三颗地球同步卫星的三星定位导航系统,接收机可以根据测得的三个伪距以及高度表信息解算用户位置。进一步研... 双星定位系统是中国建立起来的一种区域性全球定位系统(RDSS)。文章分析了双星定位系统存在的不足,提出了在双星定位系统上基于三颗地球同步卫星的三星定位导航系统,接收机可以根据测得的三个伪距以及高度表信息解算用户位置。进一步研究了三星定位系统与SINS进行伪距方式组合的导航系统,仿真结果表明了该组合导航系统可有效地提高定位精度,是一种非常适合于中国国情的惯性/卫星组合导航系统。 展开更多
关键词 三星定位 sins 同步卫星导航 组合式导航 高度表 距离误差
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SINS/GPS组合导航序贯滤波算法 被引量：10
20
作者 孙德波 杨功流 张玉堂 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第1期59-63,67,共6页
针对SINS/GPS的速度、位置组合方式中,GPS接收机的位置测量误差相关的问题,提出了一种序贯形式的Kalman滤波算法。这种算法既具有计算量小的优点,又能克服由于GPS位置测量误差相关性带来的滤波性能变差的问题,实现对SINS/GPS组合系统信... 针对SINS/GPS的速度、位置组合方式中,GPS接收机的位置测量误差相关的问题,提出了一种序贯形式的Kalman滤波算法。这种算法既具有计算量小的优点,又能克服由于GPS位置测量误差相关性带来的滤波性能变差的问题,实现对SINS/GPS组合系统信息的有效融合。通过仿真证明了该算法的有效性。 展开更多
关键词 sins GPS 组合导航 序贯滤波 计算简化 KALMAN滤波
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