高精度数字陀螺仪安装误差标定与补偿方法 被引量：14

1

作者 范建英 李杰 +2 位作者 陈文蓉 秦丽 刘俊 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期525-529,共5页

高精度数字陀螺仪精度高、使用方便,有着广阔的应用前景;而在实际应用中发现,安装误差是严重影响陀螺仪输出精度的主要原因之一。文中在推导高精度数字陀螺仪输出模型的基础上,提出通过求解比例系数来确定坐标变换矩阵,对高精度数字陀... 高精度数字陀螺仪精度高、使用方便,有着广阔的应用前景;而在实际应用中发现,安装误差是严重影响陀螺仪输出精度的主要原因之一。文中在推导高精度数字陀螺仪输出模型的基础上,提出通过求解比例系数来确定坐标变换矩阵,对高精度数字陀螺仪进行安装误差标定与补偿的方法。详细说明了高精度数字陀螺仪安装误差标定步骤和比例系数求解方法;实验结果表明:该方法能够有效的补偿高精度数字陀螺仪的安装误差,标定补偿后陀螺仪全量程测量范围内的绝对误差小于0.045°/s,测量精度提高了1～2个数量级,准确的将陀螺仪输出变换到载体正交坐标系下,为高精度数字陀螺仪的工程应用奠定了基础。 展开更多

关键词 捷联惯导系统 高精度数字陀螺 安装误差 标定 误差补偿

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精密离心机的惯性组合加速度计的参数标定方法 被引量：7

2

作者 王世明 王翌 +2 位作者 伊国兴 任顺清 鲁金瑞 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期264-270,共7页

为了实现应用精密离心机对捷联惯导系统不拆分整体标定时各加速度计误差模型系数进行精确辨识,分析了可能影响加速度计标定精度的离心机误差源进而建立了相应的坐标系。在考虑各加速度计与反转平台轴线距离的情况下,应用齐次变换法计算... 为了实现应用精密离心机对捷联惯导系统不拆分整体标定时各加速度计误差模型系数进行精确辨识,分析了可能影响加速度计标定精度的离心机误差源进而建立了相应的坐标系。在考虑各加速度计与反转平台轴线距离的情况下,应用齐次变换法计算了各加速度计各轴实际的比力输入,结合给定的加速度计误差模型,设计了一种可辨识误差模型中全部二阶误差模型系数的测试方法。仿真结果表明,该方法经修正离心机误差后可以有效地提高所有误差模型系数的标定精度,并能给出各加速度计与反转平台轴线的距离。仿真还分析了离心机误差对标定精度的影响,结果表明:离心机误差项主要影响1号加速度计KF、KP、KPP的标定精度,而对于KII、KIO的标定无影响;另外主要影响2号加速度计KF,KI,KII的标定精度,以及3号加速度计KF、KO的标定精度。 展开更多

关键词 捷联惯导系统 精密离心机 加速度计标定 测试方法

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基于降维滤波器的SINS快速初始对准算法（英文） 被引量：7

3

作者 王荣颖 刘文超 +1 位作者 卞鸿巍 高薪 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期607-611,618,共6页

引入惯性元件信息观测的初始对准方法能够快速提高SINS的对准速度,但同时存在滤波计算量大、系统噪声与观测噪声相关以及观测值中的高频噪声影响滤波精度的问题。针对这些问题提出了一种捷联惯导快速初始对准降维滤波器设计方法,通过剔... 引入惯性元件信息观测的初始对准方法能够快速提高SINS的对准速度,但同时存在滤波计算量大、系统噪声与观测噪声相关以及观测值中的高频噪声影响滤波精度的问题。针对这些问题提出了一种捷联惯导快速初始对准降维滤波器设计方法,通过剔除不可观测量和合理选取状态量以降低状态方程维数,并推导了观测方程,在采用低通滤波器对惯性器件原始信息预处理基础上应用噪声相关下的Kalman滤波进行状态估计。理论分析和试验结果表明,新方法提高了对准速度,减少了计算量,水平姿态角收敛速度提高了90%,计算量减少了83.33%,并可有效抑制高频噪声对状态估计的影响。 展开更多

关键词 捷联惯导 初始对准 降维滤波器 低通滤波器 可观测性

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基于旋转四元数的姿态解算算法 被引量：6

4

作者 王彤 马建仓 +1 位作者 秦涛 柏会宁 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2014年第3期15-16,20,共3页

为解决传统姿态解算算法无法有效抑制不可交换误差的问题,利用旋转矢量推导出了大运载体小角度运动时的旋转四元数微分方程,并对该算法和加性误差四元数算法的姿态解算效果进行了比较实验。结果证明,在低动态过程中,旋转四元数算法不仅... 为解决传统姿态解算算法无法有效抑制不可交换误差的问题,利用旋转矢量推导出了大运载体小角度运动时的旋转四元数微分方程,并对该算法和加性误差四元数算法的姿态解算效果进行了比较实验。结果证明,在低动态过程中,旋转四元数算法不仅可以有效抑制不可交换误差,而且在大失准角环境下也能够有效工作,更具有算法计算量小、易实现和精度较高等优点。 展开更多

关键词 捷联惯导 不可交换误差 旋转四元数 低动态

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提高无陀螺捷联惯导系统角速度解算精度的新方法 被引量：14

5

作者 赵龙 陈哲 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2003年第4期579-580,603,共3页

在无陀螺捷联惯导系统中,由于舍弃陀螺而使系统具有很多优点,但角速度需从加速度计输出的信号中解算出来,且它的解算误差随时间而发散。所以,抑制角速度解算误差的发散,提高其解算精度是该项技术研发的关键。提出了一种在九加速度方案... 在无陀螺捷联惯导系统中,由于舍弃陀螺而使系统具有很多优点,但角速度需从加速度计输出的信号中解算出来,且它的解算误差随时间而发散。所以,抑制角速度解算误差的发散,提高其解算精度是该项技术研发的关键。提出了一种在九加速度方案下提高角速度解算精度的新方法,它是一种利用冗余信息得到残余误差方程,再进行数值迭代的方法。该方法比建立噪声状态估计、利用卡尔曼滤波来修正姿态的方法简单而有效。仿真结果表明,利用此方法能明显提高系统角速度解算精度。 展开更多

关键词 无陀螺捷联惯导系统 角速度解算精度法 冗余信息 仿真

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基于DSP+MCU的小型捷联惯性导航计算机系统 被引量：3

6

作者 杜亚玲 刘建业 +1 位作者 曾庆化 赖际舟 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2005年第8期1452-1455,共4页

针对通用计算机不能满足捷联惯性航姿系统小型化的要求,介绍了自行研发的基于双CPU的专用导航计算机。并以该计算机为平台,利用低成本IMU等传感器,构成了小型捷联惯性航姿系统。针对该惯性航姿系统的特点,简化了磁航向补偿算法、应用了... 针对通用计算机不能满足捷联惯性航姿系统小型化的要求,介绍了自行研发的基于双CPU的专用导航计算机。并以该计算机为平台,利用低成本IMU等传感器,构成了小型捷联惯性航姿系统。针对该惯性航姿系统的特点,简化了磁航向补偿算法、应用了低阶卡尔曼滤波器。针对导航计算机“数字信号处理器(DSP)+单片机(MCU)”的特殊结构,设计了合理的导航程序流程。实验证明:基于DSP+MCU的小型捷联惯性航姿系统实时性好,精度可达到要求,而且大大减小了系统体积和功率,降低了成本。 展开更多

关键词 捷联惯性航姿系统 导航计算机 低阶卡尔曼滤波器

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煤矿护盾式掘进机器人系统精确定位研究 被引量：8

7

作者 马宏伟 杨金科 +1 位作者 毛清华 汪强 《工矿自动化》 北大核心 2022年第3期63-70,共8页

目前煤矿井下掘进装备定位方法大多采用机器视觉、里程计、全站仪等单一的辅助测量方式与惯导组合测量来抑制惯导解算随时间所产生的位置累计误差,但是单一的辅助测量方式易受井下环境的影响,位置测量存在一定的误差,从而导致与惯导组... 目前煤矿井下掘进装备定位方法大多采用机器视觉、里程计、全站仪等单一的辅助测量方式与惯导组合测量来抑制惯导解算随时间所产生的位置累计误差,但是单一的辅助测量方式易受井下环境的影响,位置测量存在一定的误差,从而导致与惯导组合测量方法的精度降低。针对上述问题,以煤矿护盾式掘进机器人系统为研究对象,提出了一种捷联惯导+数字全站仪+位移传感器的组合定位方法。首先采用捷联惯导解算出掘进机器人的位置与姿态角参数;然后利用数字全站仪测量的掘进机器人位置信息与位移传感器推算的掘进机器人位置信息对捷联惯导解算出的位置信息进行反馈修正,以减小惯导随时间所产生的位置累计误差;最后利用基于联邦滤波器的多信息融合算法将捷联惯导解算出的位置及姿态角信息、全站仪测量得到的位置信息及位移传感器推算得到的位置信息进行融合,从而得到掘进机器人准确的位姿信息。仿真及工业性试验结果表明:该组合定位方法能够很好地抑制纯惯导位置解算误差累计,实现煤矿护盾式掘进机器人的精确定位,x轴和y轴方向上的位置误差分别控制在±0.03 m和±0.02 m,满足井下掘进工作面要求。 展开更多

关键词 煤矿护盾式掘进机器人 精确定位 组合惯性测量 联邦滤波 捷联惯导 数字全站仪 位移传感器 多信息融合

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新的改进K均值粒子群算法在组合导航的应用 被引量：3

8

作者 夏奇 郝顺义 +1 位作者 董淼 任洋 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2014年第5期1397-1399,1412,共4页

在捷联惯导/卫星导航(SINS/GNSS)紧组合导航系统的非线性非高斯高动态模型中,一般K均值粒子群优化(PSO)算法易出现粒子退化、滤波发散等问题。针对上述问题,提出一种融入权值修正的K均值粒子群滤波方法。通过观测SINS/GNSS紧组合导航系... 在捷联惯导/卫星导航(SINS/GNSS)紧组合导航系统的非线性非高斯高动态模型中,一般K均值粒子群优化(PSO)算法易出现粒子退化、滤波发散等问题。针对上述问题,提出一种融入权值修正的K均值粒子群滤波方法。通过观测SINS/GNSS紧组合导航系统的精度因子(GDOP),来修正粒子权值,从而修正每个K均值的聚类中心的权重,进而优化粒子;并结合SINS/GNSS紧组合导航系统模型进行了仿真分析。结果表明在非线性非高斯高动态的情况下,该改进算法有效地抑制了滤波发散,提高了精度。 展开更多

关键词 捷联惯导/卫星导航紧组合 K均值 粒子群优化 权值修正 精度因子

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均匀设计及其在捷联惯导系统精度分析中的应用 被引量：1

9

作者 孙峻 吕航伟 徐德民 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2000年第4期41-45,共5页

本文将均匀设计思想应用于捷联惯导系统精度分析 ,研究了 IMU误差对捷联惯导系统定位精度的影响 ,建立了位置偏差的回归模型 ,分析了精度影响因素的主次 。

关键词 均匀设计 捷联惯导 定位精度 惯性测量组件 航行器

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三时间间隔圆锥补偿姿态更新算法性能分析

10

作者 程思微 叶灵军 甘厚吉 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2015年第19期75-79,共5页

构造了四子样旋转矢量算法、优化四子样旋转矢量算法、Savage方法的三时间间隔表示。分析了三时间间隔结构和双速结构的区别。验证了构造的算法和Ignagni等人提出的系列算法在样本数变化时的性能。结果表明,三时间间隔结构不能显著地提... 构造了四子样旋转矢量算法、优化四子样旋转矢量算法、Savage方法的三时间间隔表示。分析了三时间间隔结构和双速结构的区别。验证了构造的算法和Ignagni等人提出的系列算法在样本数变化时的性能。结果表明,三时间间隔结构不能显著地提高姿态更新算法的精度,但是可以提高算法的效率。 展开更多

关键词 捷联惯导 姿态更新 旋转矢量 三时间间隔 精度分析 效率分析

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一种低精度捷联式惯导系统初始对准方法

11

作者 贾继超 李岁劳 +2 位作者 赵长山 赵成志 甘敏 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2010年第8期140-142,共3页

捷联式惯导系统的对准,是指在系统进入工作前建立姿态矩阵的初始值。针对低精度捷联式惯导的初始对准,提出了基于捷联式惯导系统和双天线GPS测向系统组合的初始对准方案,并着重推导了失准角和陀螺常值漂移的计算过程,最后利用最小二乘... 捷联式惯导系统的对准,是指在系统进入工作前建立姿态矩阵的初始值。针对低精度捷联式惯导的初始对准,提出了基于捷联式惯导系统和双天线GPS测向系统组合的初始对准方案,并着重推导了失准角和陀螺常值漂移的计算过程,最后利用最小二乘法进行了实验验证,结果表明方法可行。 展开更多

关键词 低精度 捷联式惯导系统 初始对准 双天线GPS测向系统

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船载两维机相扫雷达阵面姿态感知和标校方法研究 被引量：5

12

作者 冯爽 杨璟茂 +2 位作者 张鹏 孔德儒 张海兵 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2022年第3期36-40,共5页

聚焦大型船载两维机相扫相控阵雷达大动态条件下的高精度测量问题,提出一种基于天线阵面安装捷联惯导直接感知阵面姿态的方法,建立相应波束控制、角度测量的数学模型,并实现了基于最小二乘法的高精度动态标校。经海上动态环境下应用验证... 聚焦大型船载两维机相扫相控阵雷达大动态条件下的高精度测量问题,提出一种基于天线阵面安装捷联惯导直接感知阵面姿态的方法,建立相应波束控制、角度测量的数学模型,并实现了基于最小二乘法的高精度动态标校。经海上动态环境下应用验证,该方法系统角度测量精度优于0.2 mrad,实现相控阵雷达大口径天线大动态下的高精度测量。 展开更多

关键词 捷联惯导 船载动平台 高精度测量相控阵雷达

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基于脚部捷联惯性传感器的行人定位方法比较 被引量：1

13

作者 李云飞 于宁 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第1期9-12,共4页

对两种基于脚部捷联惯性传感器的行人定位方法-惯性导航系统(INS)和行人航迹推算(PDR)方法的定位精度进行比较。为行人定位算法的设计提供参考,在布置有超宽带(UWB)定位设备的空旷地带,实验者将捷联惯性测量单元(IMU)穿戴在脚部,以正常... 对两种基于脚部捷联惯性传感器的行人定位方法-惯性导航系统(INS)和行人航迹推算(PDR)方法的定位精度进行比较。为行人定位算法的设计提供参考,在布置有超宽带(UWB)定位设备的空旷地带,实验者将捷联惯性测量单元(IMU)穿戴在脚部,以正常步速行走一个周长为124.2 m的一个矩形。用INS和PDR算法分别对采集的惯性数据进行处理得到行人位置;以UWB定位的结果为参考,对两种算法的定位精度进行评价。实验结果表明:INS的平均定位精度比PDR高1 m,并且随着行走距离的增加,PDR的定位误差远高于INS,达到2 m以上。 展开更多

关键词 惯性传感器 惯性导航系统 行人航迹推算 定位精度 脚部捷联系统

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鲁棒无迹四元数卡尔曼滤波初始对准算法

14

作者 周晓仁 徐祥 赵鹤鸣 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期1622-1630,共9页

针对GPS辅助的低精度捷联惯导系统行进间初始对准时GPS易受野值的影响和陀螺零偏的累积误差导致航向角误差曲线波动的问题,提出了一种鲁棒四元数无迹卡尔曼滤波初始对准算法。首先,建立了无迹卡尔曼滤波的预测模型和量测模型,分析了GPS... 针对GPS辅助的低精度捷联惯导系统行进间初始对准时GPS易受野值的影响和陀螺零偏的累积误差导致航向角误差曲线波动的问题,提出了一种鲁棒四元数无迹卡尔曼滤波初始对准算法。首先,建立了无迹卡尔曼滤波的预测模型和量测模型,分析了GPS野值对于观测矢量的影响;然后,推导了模值匹配权值函数,结合无迹四元数卡尔曼滤波设计了鲁棒四元数无迹估计器;最后,设计了仿真与跑车实验,实验结果表明,本文所提出的算法不仅能去除GPS中的野值,还能有效抑制陀螺零偏带来的影响。 展开更多

关键词 低精度捷联惯导 初始对准 模值匹配 鲁棒无迹卡尔曼滤波

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