弹载SINS/GPS组合自对准方法 被引量：1

1

作者 屈新芬 李世玲 +1 位作者 祝刚 王启明 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期64-68,共5页

针对弹载大动态推力、爆炸冲击与高速飞行无姿态辅助的SINS/GPS组合系统初始对准问题,引入基于惯性系动态初始对准方法,剖析大动态场景下影响姿态角对准精度的主要因素,提出用大动态特征值实现对准开始时间与结束时间的自动辅助判断策... 针对弹载大动态推力、爆炸冲击与高速飞行无姿态辅助的SINS/GPS组合系统初始对准问题,引入基于惯性系动态初始对准方法,剖析大动态场景下影响姿态角对准精度的主要因素,提出用大动态特征值实现对准开始时间与结束时间的自动辅助判断策略。试验与仿真结果表明,SVD和TRIAD两种算法都对大动态SINS/GPS组合自对准具有一定的适应性;大动态特征值决策辅助的SVD算法能提高过程机动下姿态角对准精度,较TRIAD算法和无动态特征值辅助下的SVD算法的动态适应能力更强、精度更高,尤其是在采用中低等精度的SINS空中动态下SINS/GPS组合自对准精度较地面静态或地面晃动下自对准精度高。 展开更多

关键词 sins/GPS 弹载对准 多矢量定姿 SVD算法

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高动态环境下SINS姿态更新的改进等效旋转矢量算法 被引量：5

2

作者 杜继永 张凤鸣 +2 位作者 李建文 黄国荣 代峰 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期85-91,共7页

高动态环境下捷联惯导系统的姿态算法是提高系统精度的关键技术.通过研究SINS高动态姿态更新方法,分析姿态矩阵解算的四元数及等效旋转矢量算法,使等效旋转矢量算法在高动态环境下的应用问题得以完善.为改善等效旋转矢量算法对于高动态... 高动态环境下捷联惯导系统的姿态算法是提高系统精度的关键技术.通过研究SINS高动态姿态更新方法,分析姿态矩阵解算的四元数及等效旋转矢量算法,使等效旋转矢量算法在高动态环境下的应用问题得以完善.为改善等效旋转矢量算法对于高动态飞行环境的适应性,以圆锥运动作为环境条件,对等效旋转矢量算法进行改进,推导改进算法的误差.通过与单子样和三子样等效旋转矢量算法进行仿真对比,验证了改进算法的有效性. 展开更多

关键词 高动态 捷联惯导系统 姿态更新 圆锥误差 等效旋转矢量

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基于正弦函数拟合的高动态捷联惯导姿态更新算法 被引量：4

3

作者 路永乐 杨杰 +3 位作者 孙旗 罗毅 肖轩 刘宇 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期1-7,共7页

为提高捷联惯导在高动态条件下的姿态解算精度,基于等效旋转矢量泰勒级数展开法,提出一种基于正弦函数拟合的高动态捷联惯导姿态更新算法。以正弦函数拟合载体运动角速度,考虑Bortz方程高阶项的影响,对陀螺角增量表示的旋转矢量进行泰... 为提高捷联惯导在高动态条件下的姿态解算精度,基于等效旋转矢量泰勒级数展开法,提出一种基于正弦函数拟合的高动态捷联惯导姿态更新算法。以正弦函数拟合载体运动角速度,考虑Bortz方程高阶项的影响,对陀螺角增量表示的旋转矢量进行泰勒六阶展开,对比旋转矢量不同形式表达式求得误差补偿系数。在MATLAB平台上,以圆锥运动与大角速率转动并存环境作为仿真条件,对所提算法与传统算法进行对比仿真分析。仿真结果表明,在小半锥角低频圆锥运动伴随高速角速率转动情况下,所提算法性能较好,当半锥角为0.5°、角频率为2.26πrad/s、常值角速率为5.30 rad/s、姿态解算周期为0.02 s时,所提正弦函数拟合三子样旋转矢量算法与传统扩展形式频率级数/显示频率三子样圆锥算法相比误差降低了2个数量级。 展开更多

关键词 捷联姿态算法 高动态 正弦函数拟合 等效旋转矢量

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基于函数拟合姿态更新方法的足绑式行人导航算法

4

作者 路永乐 杨杰 +2 位作者 鄢誉 苏胜 李娜 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期291-299,共9页

针对低成本足绑式行人导航系统中航向误差快速发散导致定位精度下降的问题,从降低姿态更新误差的角度出发,基于等效旋转矢量理论和傅里叶展开,提出一种基于函数拟合姿态更新方法的足绑式行人导航算法。首先,以等效旋转矢量法为理论基础... 针对低成本足绑式行人导航系统中航向误差快速发散导致定位精度下降的问题,从降低姿态更新误差的角度出发,基于等效旋转矢量理论和傅里叶展开,提出一种基于函数拟合姿态更新方法的足绑式行人导航算法。首先,以等效旋转矢量法为理论基础,使用正余弦函数拟合足部运动角速度,利用泰勒展开及等式变换求取函数拟合姿态更新方法;随后,结合长短期记忆网络(LSTM)零速检测,设计适用于多种步态的足绑式行人导航算法;最后,以WT901BC IMU为硬件平台开展了多组不同步态的闭环路径验证实验,结果表明,相较于传统基于四元数法或二子样等效旋转矢量法的足绑式行人导航算法,所提方法定位误差平均减小47.66%和42.83%,航向误差平均减小49.99%和44.74%。 展开更多

关键词 姿态更新 等效旋转矢量 长短期记忆网络 行人导航算法

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高动态环境下的捷联惯导系统姿态算法的研究 被引量：5

5

作者 牟淑志 卜雄洙 李永新 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第3期11-13,16,共4页

捷联姿态算法性能的优劣直接影响捷联系统的导航精度,文中以精确弹药为应用对象,对高动态环境下的四元数的四阶-龙格库塔法和三子样旋转矢量法通过仿真进行了比较。以典型圆锥运动为输入信号,以圆锥漂移为检验算法的基准,应用simulink... 捷联姿态算法性能的优劣直接影响捷联系统的导航精度,文中以精确弹药为应用对象,对高动态环境下的四元数的四阶-龙格库塔法和三子样旋转矢量法通过仿真进行了比较。以典型圆锥运动为输入信号,以圆锥漂移为检验算法的基准,应用simulink建立的仿真模型给出了姿态角误差仿真的结果,并对结果进行了分析。仿真结果表明,等效旋转矢量法对提高高动态环境下的导航精度更具有实用价值。 展开更多

关键词 SIMULINK sins 姿态算法 四元数 旋转矢量 捷联惯导系统

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一种改进的高动态捷联惯导解算算法 被引量：11

6

作者 赵欣 王仕成 +2 位作者 杨东方 高运广 罗大成 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期163-169,共7页

针对高动态环境下较大的不可交换误差难以精确补偿的问题,提出了一种改进的等效旋转矢量三子样多回路迭代姿态解算算法。首先分析了高动态环境给捷联惯导系统带来的影响,阐述了捷联解算的基本过程;然后对比分析了几种主要的姿态解算算法... 针对高动态环境下较大的不可交换误差难以精确补偿的问题,提出了一种改进的等效旋转矢量三子样多回路迭代姿态解算算法。首先分析了高动态环境给捷联惯导系统带来的影响,阐述了捷联解算的基本过程;然后对比分析了几种主要的姿态解算算法,针对一般算法难以较好地补偿不可交换误差问题,在旋转矢量多子样二次迭代优化算法的基础上,从提高解算精度和减小计算复杂度两方面进行考虑,研究了一种改进的等效旋转矢量三子样多回路迭代算法;最后,对改进的算法的性能进行了深入的分析。实验结果表明,在低动态条件下改进的算法和毕卡四元数法姿态解算精度相当,在高动态条件下其精度较毕卡四元数提高约3个数量级。 展开更多

关键词 捷联惯导系统 姿态解算 等效旋转矢量 高动态

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捷联惯导姿态更新的四子样旋转矢量优化算法研究 被引量：33

7

作者 秦永元 张士邈 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2001年第4期1-7,共7页

介绍了捷联惯导姿态更新算法中的旋转矢量算法,分析了锥运动环境下数学平台的算法漂移,提出了通过求解矛盾方程组实现四子样旋转矢量算法优化处理的新方法,并对单子样、双子样、三子样、四子样的算法漂移作了对比计算。

关键词 捷联惯导 姿态更新 旋转矢量 四子样 优化算法 锥运动 矛盾方程组 算法漂移 不可交换性 陀螺

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捷联惯导姿态更新的双子样二次迭代优化算法研究 被引量：11

8

作者 顾冬晴 张海涛 秦永元 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2002年第3期8-14,共7页

推导了捷联惯导姿态更新算法中双子样迭代算法,提出以锥误差最小为优化标准的双子样迭代优化算法,并对双子样、三子样、双子样迭代算法在锥运动条件下的情况做了仿真分析。

关键词 捷联惯导 姿态更新 旋转矢量 双子样二次迭代 优化算法

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捷联惯导系统算法比较研究 被引量：12

9

作者 雷鸣 蔡体菁 李勇建 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2002年第1期20-24,共5页

运用四子样圆锥补偿现代捷联惯导系统姿态算法,针对船舶的摇摆运动在数字信号处理芯片(DSPs)上进行了仿真,并与三子样圆锥补偿算法、三子样等效转动矢量法和单子样毕卡逼近法的仿真结果进行了比较。结果表明:四子样圆锥补偿能更有效地... 运用四子样圆锥补偿现代捷联惯导系统姿态算法,针对船舶的摇摆运动在数字信号处理芯片(DSPs)上进行了仿真,并与三子样圆锥补偿算法、三子样等效转动矢量法和单子样毕卡逼近法的仿真结果进行了比较。结果表明:四子样圆锥补偿能更有效地抑制不可交换误差,提高姿态精度,且整个导航算法在TMS320C6211 EVM仿真器上运行,所花时间为5.3 毫秒。 展开更多

关键词 捷联惯导系统姿态算法 圆锥补偿 等效转动矢量 数字信号处理 仿真

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一种角速率激光陀螺惯导系统高精度姿态算法 被引量：12

10

作者 曾庆化 刘建业 +1 位作者 熊智 赵伟 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2159-2163,共5页

在分析圆锥误差补偿通式的基础上,提出了利用角速率求取角增量的拟合算法,并给出了该算法的数学证明.详细推导了基于纯角速率输入的圆锥误差补偿算法的补偿系数和误差主项通式,并从理论上对精度进行了分析.结合激光陀螺频谱特性的仿真... 在分析圆锥误差补偿通式的基础上,提出了利用角速率求取角增量的拟合算法,并给出了该算法的数学证明.详细推导了基于纯角速率输入的圆锥误差补偿算法的补偿系数和误差主项通式,并从理论上对精度进行了分析.结合激光陀螺频谱特性的仿真对比结果表明,纯角速率输入圆锥误差补偿算法优于常规的四阶龙格库塔算法,能够提高纯角速率输出的捷联惯性导航系统的姿态精度. 展开更多

关键词 航姿算法 旋转矢量 激光陀螺 误差分析

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一种求解姿态不可交换误差补偿系数的通用方法 被引量：12

11

作者 严恭敏 杨小康 +1 位作者 翁浚 秦永元 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期723-727,共5页

针对捷联惯导姿态更新算法中的不可交换误差补偿系数求解问题,论文在多项式角运动条件下建立了角速度多项式、角增量多项式与多子样角增量采样之间的线性关系,根据等效旋转矢量微分方程中不可交换误差多项式的向量叉乘特点,将叉乘转化... 针对捷联惯导姿态更新算法中的不可交换误差补偿系数求解问题,论文在多项式角运动条件下建立了角速度多项式、角增量多项式与多子样角增量采样之间的线性关系,根据等效旋转矢量微分方程中不可交换误差多项式的向量叉乘特点,将叉乘转化为多项式系数的卷积运算,推导给出了计算任意子样数不可交换误差补偿系数的数值方法,新方法易于软件编程实现。最后,通过仿真计算给出了2~6子样误差补偿系数,其中2~4子样结果与已有文献完全相同,而5、6子样为首次给出。 展开更多

关键词 捷联姿态更新算法 等效旋转矢量 不可交换误差 数值解

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一种新的捷联惯导系统圆锥误差补偿算法研究 被引量：8

12

作者 程承 潘泉 李汉舟 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2014年第1期1-4,共4页

鉴于传统圆锥误差补偿算法中忽略圆锥运动的幅值特性,并且存在泰勒级数高阶项截断误差的问题,基于传统圆锥误差补偿算法公式,通过载体不同的机动性能指标确定圆锥运动幅值特性,并利用最小二乘方法估计一组圆锥补偿算法的加权系数,从而... 鉴于传统圆锥误差补偿算法中忽略圆锥运动的幅值特性,并且存在泰勒级数高阶项截断误差的问题,基于传统圆锥误差补偿算法公式,通过载体不同的机动性能指标确定圆锥运动幅值特性,并利用最小二乘方法估计一组圆锥补偿算法的加权系数,从而得到一种新的捷联惯导系统圆锥误差补偿算法,仿真结果表明,文中算法对圆锥误差补偿效果优于传统算法。 展开更多

关键词 捷联惯性导航系统 等效旋转矢量 圆锥误差补偿算法 姿态算法

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基于高阶补偿模型的新圆锥算法 被引量：7

13

作者 黄磊 刘建业 曾庆化 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期37-41,共5页

分析表明传统圆锥算法的误差由常值漂移误差和截断误差组成。通常截断误差大于漂移误差,是误差的主项应优先补偿。而传统圆锥算法一般通过增加单次更新周期内的子样数来提高算法精度,但子样数的增加只能减少漂移误差,对截断误差并没有... 分析表明传统圆锥算法的误差由常值漂移误差和截断误差组成。通常截断误差大于漂移误差,是误差的主项应优先补偿。而传统圆锥算法一般通过增加单次更新周期内的子样数来提高算法精度,但子样数的增加只能减少漂移误差,对截断误差并没有改善作用。从Bortz的旋转矢量微分方程出发,在不增加采样数的前提下,通过高阶误差补偿模型,对圆锥运动产生的截断误差进行了有效的补偿,提高了算法精度。从理论上比较了该算法和传统3子样圆锥算法、4子样圆锥算法的误差,证明算法精度一般优于传统3子样圆锥算法和4子样圆锥算法。通过仿真证明了上述结论的正确性。虽然新算法增加了一定的计算量,但随着导航计算机性能的不断提高,实测的结果表明仍能满足实时性的要求。 展开更多

关键词 捷联惯性导航系统 旋转矢量 圆锥算法 圆锥修正

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一种适合工程实用的捷联航姿算法 被引量：7

14

作者 杨艳娟 黄德鸣 张廷顺 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2001年第2期12-15,36,共5页

从工程实用的角度出发 ,针对惯性元件输出中存在干扰这一问题对四元数的三子样旋转矢量算法和四阶龙格—库塔法进行了分析和比较 ,指出四阶龙格—库塔法是一种具有工程实用价值的捷联航姿算法 ,并给出了在理想情况和有干扰的情况下算法... 从工程实用的角度出发 ,针对惯性元件输出中存在干扰这一问题对四元数的三子样旋转矢量算法和四阶龙格—库塔法进行了分析和比较 ,指出四阶龙格—库塔法是一种具有工程实用价值的捷联航姿算法 ,并给出了在理想情况和有干扰的情况下算法的仿真结果。 展开更多

关键词 旋转矢量 姿态算法 四元数 捷联式惯性导航系统 舰船

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船用捷联惯导系统的姿态算法研究 被引量：4

15

作者 许刚 陆恺 田蔚风 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 1997年第4期16-19,共4页

本文研究了在船舶摇摆运动下的捷联惯导系统姿态算法问题，对于不同的采样周期，姿态误差不同的情况，得出了船用捷联系统应该采用等效转动矢量法消除不可交换性误差，以提高姿态精度的结论，仿真结果表明在不减小采样周期的前提下，等... 本文研究了在船舶摇摆运动下的捷联惯导系统姿态算法问题，对于不同的采样周期，姿态误差不同的情况，得出了船用捷联系统应该采用等效转动矢量法消除不可交换性误差，以提高姿态精度的结论，仿真结果表明在不减小采样周期的前提下，等效转动矢量法能大大提高姿态精度。 展开更多

关键词 捷联惯导系统 姿态算法 等效转动矢量 不可交换性误差

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旋转矢量航姿算法的一种新的表达式 被引量：29

16

作者 黄昊 邓正隆 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期92-98,共7页

传统的旋转矢量航姿算法一般采用陀螺的角增量输出来构造积分算法 ,本文将光纤陀螺输出的角速率信号再引入航姿计算 ,提出一种新的航姿算法表达式 ,并分析了此算法在圆锥运动输入下的误差。与传统的旋转矢量法比较 ,新算法具有较高的精... 传统的旋转矢量航姿算法一般采用陀螺的角增量输出来构造积分算法 ,本文将光纤陀螺输出的角速率信号再引入航姿计算 ,提出一种新的航姿算法表达式 ,并分析了此算法在圆锥运动输入下的误差。与传统的旋转矢量法比较 ,新算法具有较高的精度 。 展开更多

关键词 航姿算法 误差分析 旋转矢量 光纤 陀螺 表达式

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基于低成本MEMS器件的捷联航姿系统设计 被引量：16

17

作者 杜继永 黄国荣 +1 位作者 张凤鸣 刘华伟 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1662-1666,共5页

针对军事和工程领域对低成本、微小型航姿系统的迫切需求,介绍了自行设计的基于低成本MEMS器件的航姿系统,深入研究了构建该系统的关键技术。针对MIMU的性能特点及核心处理器的运算速度,给出了磁传感器的补偿算法,采用了基于等效旋转矢... 针对军事和工程领域对低成本、微小型航姿系统的迫切需求,介绍了自行设计的基于低成本MEMS器件的航姿系统,深入研究了构建该系统的关键技术。针对MIMU的性能特点及核心处理器的运算速度,给出了磁传感器的补偿算法,采用了基于等效旋转矢量的姿态解算方法,并应用了降阶卡尔曼滤波器。通过移植μC/OS-Ⅱ实时操作系统,增强了系统的实时性。实验结果表明,所设计的航姿系统实时性好,精度可达要求,具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 航姿系统 低成本 等效旋转矢量法 低阶卡尔曼滤波器 μC/OS-Ⅱ

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激光陀螺惯导系统硬件增强角速率输入圆锥算法 被引量：5

18

作者 曾庆化 刘建业 +1 位作者 赵伟 熊智 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期746-750,共5页

根据机械抖动式激光陀螺捷联惯性系统的角速率以及角增量输出原理,提出了一类利用角速率及其硬件积分角增量输入的新圆锥误差补偿算法,即硬件增强角速率输入圆锥算法.在分析经典圆锥运动误差基础上,给出了新算法的旋转矢量通式,并推导... 根据机械抖动式激光陀螺捷联惯性系统的角速率以及角增量输出原理,提出了一类利用角速率及其硬件积分角增量输入的新圆锥误差补偿算法,即硬件增强角速率输入圆锥算法.在分析经典圆锥运动误差基础上,给出了新算法的旋转矢量通式,并推导了这类圆锥补偿基本算法及其优化算法补偿系数通式.对新算法误差主项和补偿系数的规律性分析以及进一步的仿真结果表明,硬件增强角速率输入算法具有较高的精度,是提高角速率输出捷联惯导系统姿态算法精度的一种新思路. 展开更多

关键词 姿态算法 旋转矢量 激光陀螺 误差分析

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激光捷联惯导系统角增量输入姿态算法 被引量：7

19

作者 曾庆化 刘建业 赵伟 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期143-148,共6页

在对经典理想角增量输入的圆锥算法分析总结基础上,提出并推导了更为合适的经典角增量输入圆锥算法通式。在对经典理想角增量与实际工程滤波角增量的圆锥响应对比分析基础上,推导了滤波角增量输入圆锥补偿算法的补偿系数和误差主项通式... 在对经典理想角增量输入的圆锥算法分析总结基础上,提出并推导了更为合适的经典角增量输入圆锥算法通式。在对经典理想角增量与实际工程滤波角增量的圆锥响应对比分析基础上,推导了滤波角增量输入圆锥补偿算法的补偿系数和误差主项通式。最后,利用文中讨论的理想角增量输入和滤波角增量输入圆锥补偿算法,结合激光陀螺惯性导航系统的频谱特性进行了大量的仿真验证。仿真结果表明,文中讨论的角增量圆锥算法有效,能显著提高激光陀螺捷联惯性导航系统的姿态精度。 展开更多

关键词 激光陀螺 姿态算法 旋转矢量 误差分析

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一种改进的扩展旋转矢量姿态算法 被引量：3

20

作者 万振刚 周百令 吴镇扬 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2009年第2期117-119,共3页

在分析扩展旋转矢量姿态算法的基础上,基于典型圆锥运动理论以及迭代算法的思想推导了一种面向四子样的改进扩展旋转矢量优化算法。给出了较为详细的算法推导过程和具体公式。为检验改进算法的有效性,先后采用传统的四元数法、扩展旋转... 在分析扩展旋转矢量姿态算法的基础上,基于典型圆锥运动理论以及迭代算法的思想推导了一种面向四子样的改进扩展旋转矢量优化算法。给出了较为详细的算法推导过程和具体公式。为检验改进算法的有效性,先后采用传统的四元数法、扩展旋转矢量法以及改进算法,对载体的典型圆锥运动进行了计算机仿真研究。结果表明,该优化算法不仅改变了捷联惯性导航系统中陀螺子样的利用方式,而且提高了系统旋转矢量的计算精度以及姿态算法的实时性。 展开更多

关键词 旋转矢量 姿态算法 捷联惯导系统

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