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

1

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

空空导弹SINS/GPS紧组合导航系统仿真 被引量：1

2

作者 曹院 鲁浩 +1 位作者 程海彬 位晓峰 《四川兵工学报》 CAS 2013年第4期49-52,共4页

为了满足空空导弹远程发射要求,采用基于伪距、伪距率的SINS/GPS组合导航系统作为空空导弹的中制导。建立了惯性器件和GPS的误差模型,设计了Kalman组合滤波器,用MATLAB软件对紧组合系统进行了仿真研究。仿真结果表明,紧组合导航系统导... 为了满足空空导弹远程发射要求,采用基于伪距、伪距率的SINS/GPS组合导航系统作为空空导弹的中制导。建立了惯性器件和GPS的误差模型,设计了Kalman组合滤波器,用MATLAB软件对紧组合系统进行了仿真研究。仿真结果表明,紧组合导航系统导航精度满足空空导弹中制导设计要求。 展开更多

关键词 空空导弹 sins gps紧组合 伪距 伪距率 卡尔曼滤波

在线阅读 下载PDF 职称材料

GPS/SINS超紧组合导航系统自适应混合滤波算法 被引量：5

3

作者 周卫东 蔡佳楠 孙龙 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期47-52,共6页

针对传统反馈校正滤波结构中,由于不可观测状态的反馈导致系统滤波精度下降,以及由于全球定位系统/捷联惯性导航系统(GPS/SINS,global positioning system/strapdown inertial navigation system)超紧组合导航系统量测方程的非线性导致... 针对传统反馈校正滤波结构中,由于不可观测状态的反馈导致系统滤波精度下降,以及由于全球定位系统/捷联惯性导航系统(GPS/SINS,global positioning system/strapdown inertial navigation system)超紧组合导航系统量测方程的非线性导致滤波难度的增加等问题,本文重新推导了线性的量测方程,并将基于状态可观测性的混合校正滤波算法应用于该模型.通过对比三种主流可观测性分析方法,选用误差协方差阵的特征值和特征向量可观测性分析方法分析系统状态的可观测性.最后根据可观测性分析的结果制定自适应的反馈因子,从而对SINS和GPS接收机误差进行校正.仿真结果显示,该方法可以有效提高不完全可观测系统的估计精度. 展开更多

关键词 可观测性 gps sins超紧组合 混合校正 特征值 特征向量

在线阅读 下载PDF 职称材料

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

4

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

SINS/GPS组合导航系统选星算法 被引量：9

5

作者 黄昆 胡小毛 +2 位作者 李士心 窦玉宝 郝研 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期718-722,共5页

选星算法是SINS/GPS组合导航定位系统中一个重要的步骤。在最佳选星算法的基础上,提出了一种适用于基于伪距、伪距率的SINS/GPS紧耦合组合系统的选星算法。该算法通过ENU(东北天)坐标系中几何矩阵及几何精度因子的定义,利用星历给出的... 选星算法是SINS/GPS组合导航定位系统中一个重要的步骤。在最佳选星算法的基础上,提出了一种适用于基于伪距、伪距率的SINS/GPS紧耦合组合系统的选星算法。该算法通过ENU(东北天)坐标系中几何矩阵及几何精度因子的定义,利用星历给出的卫星在ENU坐标系中的高度角和方位角解算出最佳四颗导航定位卫星,即基于G矩阵的选星算法。通过与两种常规选星算法的对比,验证了本算法具有较强的工程实用性。此外又推导了基于G矩阵的伪距、伪距率的SINS/GPS组合系统量测方程。该算法避免了求解卫星的位置,从而有效减少了计算量。 展开更多

关键词 sins/gps组合系统 紧耦合 几何精度因子 选星

在线阅读 下载PDF 职称材料

GPS/SINS组合导航系统混合校正卡尔曼滤波方法 被引量：19

6

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

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

7

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

GPS/SINS组合导航系统状态的可观测度分析方法 被引量：6

8

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于自适应航迹融合算法的GPS/SINS紧组合导航系统研究(英文)

9

作者 庞晨鹏 刘藻珍 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第19期5136-5140,共5页

针对开环校正GPS/INS组合导航系统卡尔曼滤波器在长时间工作条件下滤波精度下降的问题,提出了基于自适应航迹融合算法的紧组合GPS/INS导航系统方案。设计了一个与GPS/INS滤波器并行的独立GPS滤波器,利用自适应航迹融合算法对两个滤波器... 针对开环校正GPS/INS组合导航系统卡尔曼滤波器在长时间工作条件下滤波精度下降的问题,提出了基于自适应航迹融合算法的紧组合GPS/INS导航系统方案。设计了一个与GPS/INS滤波器并行的独立GPS滤波器,利用自适应航迹融合算法对两个滤波器输出的局部航迹进行融合,从而得到系统航迹。数学仿真结果表明,该方案能够有效提高导航系统的导航精度和容错能力。 展开更多

关键词 gps/INS紧组合导航 gps卡尔曼滤波器 自适应航迹融合算法 导航系统容错能力

在线阅读 下载PDF 职称材料

GPS/SINS/RA组合导航系统用于精密着陆的研究

10

作者 袁信 刘建业 倪永锡 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 1991年第2期1-9,49,共10页

本文针对飞机进场着陆的要求,提出了一种GPS/SINS/RA组合导航系统方案,建立了组合系统的数学模型,采用了组合卡尔曼滤波器,按18颗导航星的布置方案,应用了GPS仿真器。在考虑飞机沿3度倾斜角下滑线进行着陆飞行时,对组合系统进行了计算... 本文针对飞机进场着陆的要求,提出了一种GPS/SINS/RA组合导航系统方案,建立了组合系统的数学模型,采用了组合卡尔曼滤波器,按18颗导航星的布置方案,应用了GPS仿真器。在考虑飞机沿3度倾斜角下滑线进行着陆飞行时,对组合系统进行了计算机仿真。仿真结果表明,当GPS接收机采用P码,或采用C/A码再使用差分和伪卫星技术时,组合导航系统能够达到国际民航组织(ICAO)提出的精密进场着陆时的定位精度要求。 展开更多

关键词 组合系统 组合导航系统 gps/sins/RA 伪卫星 定位精度要求 差分技术 sins 卡尔曼滤波器 等效距离误差 伪距

在线阅读 下载PDF 职称材料

GPS/SINS组合导航系统的设计

11

作者 侯志伟 《机床与液压》 北大核心 2011年第24期91-92,132,共3页

介绍了一种高精度、高可靠性、小体积、低成本的SINS/GPS组合导航系统。建立了系统的总体设计方案,给出详细的软件设计框图,并介绍实现系统各个功能的软件算法。实际应用结果表明:该系统的导航精度、成本、体积等指标均达到了设计要求。

关键词 gps sins 组合导航系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

GPS/SINS组合导航系统在运载火箭中的应用 被引量：6

12

作者 蒋金龙 穆荣军 +1 位作者 王刚 崔乃刚 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第4期442-444,共3页

针对运载火箭特点,着重研究在发射惯性坐标系下,位置、速度组合模式的GPS/SINS组合导航算法,推导了该坐标系下的惯导一阶误差传播方程,建立了该坐标系下GPS/SINS组合导航系统的状态方程和观测方程,并进行了相关数学仿真验证。仿真结果表... 针对运载火箭特点,着重研究在发射惯性坐标系下,位置、速度组合模式的GPS/SINS组合导航算法,推导了该坐标系下的惯导一阶误差传播方程,建立了该坐标系下GPS/SINS组合导航系统的状态方程和观测方程,并进行了相关数学仿真验证。仿真结果表明,在该坐标系中,GPS/SINS组合导航算法能较准确地给出运载火箭的位置、速度和姿态信息,提高运载火箭制导精度。 展开更多

关键词 组合导航系统 gps/sins 发射惯性系 卡尔曼滤波器

在线阅读 下载PDF 职称材料

SINS/GPS/DVL组合导航系统的容错研究 被引量：2

13

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

MINS/GPS一体化紧组合导航系统 被引量：16

14

作者 郭美凤 林思敏 +2 位作者 周斌 吕少麟 刘刚 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期214-219,共6页

采用基于MEMS技术的低成本IMU和GPS作为传感器,以DSP和FPGA分别作为计算和通信器件,实现一体化紧凑型的紧组合导航系统。除去外接天线,整个导航系统尺寸为12 cm×12 cm×11.6 cm。算法方面,采用扩展卡尔曼滤波器,以伪距、伪距... 采用基于MEMS技术的低成本IMU和GPS作为传感器,以DSP和FPGA分别作为计算和通信器件,实现一体化紧凑型的紧组合导航系统。除去外接天线,整个导航系统尺寸为12 cm×12 cm×11.6 cm。算法方面,采用扩展卡尔曼滤波器,以伪距、伪距率误差作为观测量进行实时滤波估算导航系统的状态量,进而修正系统误差。采用双子样优化的圆锥效应和划船效应补偿算法,实现100 Hz的导航数据输出。通过静态和跑车实验验证,该系统的静态水平定位误差为0.2 m(CEP),动态水平定位误差优于10 m(CEP),俯仰角和横滚角误差为0.3°,航向角误差为0.5°。 展开更多

关键词 MINS/gps 紧组合导航算法 组合导航系统 低成本

在线阅读 下载PDF 职称材料

稀疏网格求积分滤波算法在SINS/GPS紧组合导航中的应用（英文） 被引量：3

15

作者 程向红 王晓飞 刘峰丽 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期799-804,共6页

高精度的导航信息对于高空飞行器至关重要。针对高空飞行器的特点,选取发射点惯性坐标系为导航坐标系,建立基于伪距、伪距率的SINS/GPS紧组合导航系统数学模型。针对该系统的状态方程和量测方程非线性的特性,采用基于稀疏网格求积分滤... 高精度的导航信息对于高空飞行器至关重要。针对高空飞行器的特点,选取发射点惯性坐标系为导航坐标系,建立基于伪距、伪距率的SINS/GPS紧组合导航系统数学模型。针对该系统的状态方程和量测方程非线性的特性,采用基于稀疏网格求积分滤波算法。整个设计实现了对准与导航的一体化,避免了将对准与导航分别设计的繁琐过程。仿真结果表明,在飞行器起飞阶段,由于系统的非线性较强,稀疏网格求积分滤波算法比UKF滤波算法的对准精度更高,并且对准速度更快;通过比较稀疏网格求积分滤波算法在不同组合方式下的估计效果,可以看出采用紧组合方式可以明显提高导航精度。最后采用不同精度的传感器进行仿真,结果表明基于稀疏网格求积分滤波算法的紧组合算法能够适用的传感器精度范围较广。 展开更多

关键词 sins/gps 紧组合 对准 导航 稀疏网格 非线性滤波

在线阅读 下载PDF 职称材料

机载SAR用的GPS/SINS组合导航系统研究 被引量：6

16

作者 杨大烨 谢天怀 胡宝余 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2002年第4期19-23,共5页

提出了进行SINS姿态校正的四元数补偿算法,采用闭环KF（卡尔曼滤波）技术实时校正惯性仪表误差,补偿四元数误差,修正位置、速度误差。GPS/SINS组合导航系统样机的试验结果表明:采用该文提出的算法后,组合导航精度较高,在组合导航过程中... 提出了进行SINS姿态校正的四元数补偿算法,采用闭环KF（卡尔曼滤波）技术实时校正惯性仪表误差,补偿四元数误差,修正位置、速度误差。GPS/SINS组合导航系统样机的试验结果表明:采用该文提出的算法后,组合导航精度较高,在组合导航过程中若去掉GPS信息,短时间内纯SINS的导航精度很高,能够满足SAR对运动补偿精度的要求,待恢复GPS信息后,组合导航系统继续正常工作。 展开更多

关键词 gps/sins 组合导航系统 捷联惯导系统 机载合成孔径雷达 卡尔曼滤波 运动补偿 四元数补偿算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

SINS/GPS组合系统的蒙特卡洛仿真

17

作者 曹福祥 保铮 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期86-91,共6页

以考虑位置误差相关项的伪距率观测模型，对遥感中使用的 ＳＩＮＳ／ＧＰＳ伪距、伪距率组合系统进行了蒙特卡洛仿真．结果表明，组合系统的长期位置精度能达到 ５ ｍ以内； ＧＰＳ数据更新率低于 ＳＩＮＳ，在 ＧＰＳ测量时间间隔内，... 以考虑位置误差相关项的伪距率观测模型，对遥感中使用的 ＳＩＮＳ／ＧＰＳ伪距、伪距率组合系统进行了蒙特卡洛仿真．结果表明，组合系统的长期位置精度能达到 ５ ｍ以内； ＧＰＳ数据更新率低于 ＳＩＮＳ，在 ＧＰＳ测量时间间隔内，组合系统的性能仅由 ＳＩＮＳ决定．虽然 ＳＩＮＳ的误差随时间积累，但在ＧＰＳ测量时间间隔为秒数量级的情况下，即使采用中等精度的惯性仪表，其相对位置精度可达到厘米级（这里相对位置精度指组合系统在 ＧＰＳ测量时间间隔内位置误差的变化范围）． 展开更多

关键词 全球定位系统 组合导航系统 捷联式惯性导航系统 卡尔曼滤波 sins/gps 仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于T分布变分贝叶斯滤波的SINS/GPS组合导航 被引量：6

18

作者 胡淼淼 敬忠良 +2 位作者 董鹏 周贵荣 郑智明 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1482-1488,共7页

为了解决组合导航中由于野值存在而导致传统滤波算法性能下降的问题,针对SINS/GPS组合导航系统模型提出基于T分布的变分贝叶斯高斯滤波算法,充分考虑野值所导致的噪声厚尾特性,将观测噪声建模为T分布.对系统状态和自举变量进行估计,并... 为了解决组合导航中由于野值存在而导致传统滤波算法性能下降的问题,针对SINS/GPS组合导航系统模型提出基于T分布的变分贝叶斯高斯滤波算法,充分考虑野值所导致的噪声厚尾特性,将观测噪声建模为T分布.对系统状态和自举变量进行估计,并且在每个滤波时刻借助变分贝叶斯学习对状态估计进行迭代,以逼近真实后验分布.针对噪声存在野值的场景进行仿真验证,结果表明,在SINS/GPS组合导航系统中,当噪声存在野值时,基于T分布的变分贝叶斯组合导航滤波方法具有一定的鲁棒性,并且精度优于传统组合导航滤波方法. 展开更多

关键词 sins/gps 组合导航系统 T分布 变分贝叶斯 噪声野值 高斯滤波

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

19

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

基于自适应卡尔曼滤波算法的紧组合导航系统的研究 被引量：12

20

作者 刘军 刘克诚 +1 位作者 田甜 崔学伟 《电子测量技术》 2019年第5期52-55,共4页

为了提高子滤波器滤波精度和优化信息融合算法,提出一种基于在线调节因子的自适应卡尔曼滤波算法。首先讨论采用卡尔曼滤波技术的理论依据,设计SINS/GPS紧组合导航系统。提出改进的自适应卡尔曼滤波算法,该方法通过构造自适应参数因子,... 为了提高子滤波器滤波精度和优化信息融合算法,提出一种基于在线调节因子的自适应卡尔曼滤波算法。首先讨论采用卡尔曼滤波技术的理论依据,设计SINS/GPS紧组合导航系统。提出改进的自适应卡尔曼滤波算法,该方法通过构造自适应参数因子,并利用量测噪声协方差阵与自适应参数的比值实现在线修正量测噪声协方差阵。通过MATLAB仿真,与传统基于标准卡尔曼滤波算法的紧组合导航系统相比,其各向位置误差和速度误差均得到明显降低,从而达到提高组合导航定位精度和优化信息融合算法的目的。 展开更多

关键词 sins/gps 紧组合 自适应卡尔曼滤波 量测噪声协方差阵 MATLAB

在线阅读 下载PDF 职称材料