基于MIMU和磁强计的在线实时定姿方法 被引量：14

1

作者 朱文杰 王广龙 +1 位作者 高凤岐 乔中涛 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期536-540,共5页

针对航姿参考系统(AHRS)小型化、低成本工程实现的需要,基于微惯性测量单元(MIMU)及磁强计,提出了一种在线实时定姿方法,给出了详细的算法推导过程。该方法采用四元数法描述系统模型,采用优化的梯度下降算法对加速度计和磁强计测得的数... 针对航姿参考系统(AHRS)小型化、低成本工程实现的需要,基于微惯性测量单元(MIMU)及磁强计,提出了一种在线实时定姿方法,给出了详细的算法推导过程。该方法采用四元数法描述系统模型,采用优化的梯度下降算法对加速度计和磁强计测得的数据进行处理,并通过互补滤波器与陀螺仪测得的结果融合,提高姿态解算精度。通过在线测试对算法的静态及动态性能进行了评估,并与Kalman滤波算法进行了比较。结果表明该方法实现简单、参数调整方便、姿态跟踪误差小、运算量小、便于在嵌入式微处理器中实现在线实时定姿,具有较强的实用性。 展开更多

关键词 微惯性测量单元 磁强计 姿态确定 梯度下降法 互补滤波器

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基于遗传算法的GPS姿态测量技术 被引量：8

2

作者 许江宁 万德钧 +1 位作者 王庆 田华明 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2002年第4期9-13,共5页

提出了一种新的GPS载波相位姿态测量搜索技术。它是一种基于遗传算法（GeneticAlgorithm,GA）,采用二值编码、最佳保留（Elitist Model）选择机制和模糊度函数法的适应度函数,并以分级方式（粗搜索GA和精搜索GA）进行最优搜索,实现GPS... 提出了一种新的GPS载波相位姿态测量搜索技术。它是一种基于遗传算法（GeneticAlgorithm,GA）,采用二值编码、最佳保留（Elitist Model）选择机制和模糊度函数法的适应度函数,并以分级方式（粗搜索GA和精搜索GA）进行最优搜索,实现GPS姿态快速测定。试验结果表明:该方法对复杂搜索空间的搜索效率高、速度快,并且对周跳不敏感。 展开更多

关键词 遗传算法 姿态测量 载波相位 GPS 船舶导航

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基于矢量观测确定飞行器姿态的算法综述 被引量：25

3

作者 林玉荣 邓正隆 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期38-45,共8页

随着无陀螺飞行器的出现 ,关于矢量定姿算法的研究已引起重视 .这方面的理论基础比较薄弱 ,有待解决的问题还很多 ,为给今后的研究工作提供有用的参考 ,按照确定性算法与状态估计法的分类原则 ,介绍近几十年来国外研究者在矢量定姿算法... 随着无陀螺飞行器的出现 ,关于矢量定姿算法的研究已引起重视 .这方面的理论基础比较薄弱 ,有待解决的问题还很多 ,为给今后的研究工作提供有用的参考 ,按照确定性算法与状态估计法的分类原则 ,介绍近几十年来国外研究者在矢量定姿算法研究方面所取得的主要研究成果 ,阐述典型算法的基本思想及其发展状况 ,并进行比较分析 .结合航天科技发展现状及趋势 ,特别指出了无陀螺矢量定姿法研究的重要现实意义 :不仅为促进小型 (无陀螺 )飞行器的发展奠定了理论基础 。 展开更多

关键词 算法 矢量观测 姿态确定 状态估计法 飞行器

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基于Gauss-Newton和UKF结合的微小卫星姿态确定算法 被引量：9

4

作者 康国华 范凯 +1 位作者 周琼峰 梁尔涛 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期16-23,共8页

为提高微型低成本姿态敏感器的姿态确定精度,文章基于磁强计/太阳敏感器/陀螺的姿态敏感器配置,设计了高斯牛顿(Gauss-Newton,GN)迭代算法和无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)有机结合的微小卫星姿态确定算法,先用Gauss-New... 为提高微型低成本姿态敏感器的姿态确定精度,文章基于磁强计/太阳敏感器/陀螺的姿态敏感器配置,设计了高斯牛顿(Gauss-Newton,GN)迭代算法和无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)有机结合的微小卫星姿态确定算法,先用Gauss-Newton算法融合磁强计和太阳敏感器的数据,迭代计算最优四元数,然后以最优四元数联合陀螺数据作为观测量,以姿态四元数和惯性系下的角速度为状态量进行UKF,降低观测维数,并将观测方程转化为线性方程,显著减小计算量,同时克服了测量误差对姿态确定精度的影响。 展开更多

关键词 微小卫星 姿态确定 高斯牛顿迭代算法 无迹卡尔曼滤波

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遗传算法在DGPS动态整周模糊度解算中的应用 被引量：9

5

作者 杨宁 张静 田蔚风 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期2025-2026,2032,共3页

在基线长度已知的情况下,利用零空间约束动态求解GPS(GlobalPositioningSystem)双差整周模糊度,进行解的去相关后,应用改进的遗传算法在整周模糊度空间内寻优。根据实测算例解算结果表明,该改进的遗传算法在较少种群数时获得了较好的搜... 在基线长度已知的情况下,利用零空间约束动态求解GPS(GlobalPositioningSystem)双差整周模糊度,进行解的去相关后,应用改进的遗传算法在整周模糊度空间内寻优。根据实测算例解算结果表明,该改进的遗传算法在较少种群数时获得了较好的搜索结果。 展开更多

关键词 遗传算法 整周模糊度 姿态测量 载波相位 GPS

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一种改进的TRIAD飞行器姿态确定方法 被引量：6

6

作者 陈浩 谭久彬 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期2101-2104,共4页

为了提高飞行器姿态测量精度和简化姿态确定的复杂性,提出了一种基于加权矢量和的TRIAD飞行器姿态确定算法。该算法基于TRIAD姿态确定原理,通过对观测矢量加权求和的方式以获得一个较传感器观测矢量更精确的矢量,并以此矢量作为TRIAD算... 为了提高飞行器姿态测量精度和简化姿态确定的复杂性,提出了一种基于加权矢量和的TRIAD飞行器姿态确定算法。该算法基于TRIAD姿态确定原理,通过对观测矢量加权求和的方式以获得一个较传感器观测矢量更精确的矢量,并以此矢量作为TRIAD算法的基准矢量,然后运用TRIAD算法进行姿态计算。仿真结果表明,这种算法获得的飞行器姿态精度优于传统的TRIAD算法,与优化的TRIAD算法精度近似,但简化了姿态确定的过程,提高了姿态确定的速度。 展开更多

关键词 飞行器 姿态确定 矢量观测 TRIAD算法

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基于最优三轴姿态测定算法的舰载惯导粗对准方法 被引量：10

7

作者 王勇军 徐景硕 +1 位作者 盛飞 邸亚洲 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期294-297,共4页

针对舰载条件的捷联惯导粗对准问题,提出了一种简单可行的最优粗对准方法。根据双矢量定姿的原理,分别将两个观测矢量之一作为基准,通过两次三轴姿态测定算法得到两个姿态矩阵,然后根据观测矢量的方差特性加权得到精度最优的姿态阵。阐... 针对舰载条件的捷联惯导粗对准问题,提出了一种简单可行的最优粗对准方法。根据双矢量定姿的原理,分别将两个观测矢量之一作为基准,通过两次三轴姿态测定算法得到两个姿态矩阵,然后根据观测矢量的方差特性加权得到精度最优的姿态阵。阐述了三轴姿态测定算法的基本原理,分析了最优三轴姿态测定算法与基于高斯马尔科夫估计的三轴姿态测定算法的统一性,解析了基于最优三轴姿态测定算法的舰载惯导系统粗对准方案,并对传统三轴姿态测定算法和最优三轴姿态测定算法进行了应用比较。蒙特卡洛50个样本的仿真结果表明,采用最优三轴姿态测定算法明显优于传统三轴姿态测定算法,可使得东向、北向和天向姿态误差角均值分别为4.78,9.21和0.29,标准差分别为0.11,0.07和1.08,水平失准角最大值9.37,方位失准角最大值2.8,能够有效确定出载体的粗略姿态,在此基础上能更好实现该状态下的舰载惯导精对准。 展开更多

关键词 三轴姿态测定算法 最优估计 高斯马尔科夫估计 捷联惯导系统 粗对准 重力积分

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加速度计辅助模糊混合捷联姿态确定算法研究 被引量：3

8

作者 沈晓蓉 张海 +1 位作者 范耀祖 吴光跃 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2008年第1期106-108,共3页

利用模糊逻辑法判断载体运动状态、融合加速度计和捷联姿态解算结果,设计了基于模糊逻辑的加速度计辅助混合捷联姿态确定算法,跑车实验与高精度组合导航系统姿态输出相比,结果表明,该算法能有效抑制捷联姿态解算误差的积累,为低精度微... 利用模糊逻辑法判断载体运动状态、融合加速度计和捷联姿态解算结果,设计了基于模糊逻辑的加速度计辅助混合捷联姿态确定算法,跑车实验与高精度组合导航系统姿态输出相比,结果表明,该算法能有效抑制捷联姿态解算误差的积累,为低精度微惯性测量元件实现可靠的的姿态确定系统提供了技术解决途径。 展开更多

关键词 模糊逻辑 捷联姿态确定算法 加速度计 微惯性测量元件

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基于矢量定姿的捷联惯导惯性系对准误差分析 被引量：2

9

作者 郑振宇 苑志江 +1 位作者 郑智林 翟玉婷 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2017年第3期76-81,86,共7页

针对基于矢量定姿的惯性系对准误差等问题进行了详细的推导与比对分析。首先,建立了以矢量定姿算法为核心的惯性系对准信息流程与算法模型;然后,阐述了应用于对准中的TRAID与QUEST定姿算法原理,详细推导了两种算法的误差协方差模型,建... 针对基于矢量定姿的惯性系对准误差等问题进行了详细的推导与比对分析。首先,建立了以矢量定姿算法为核心的惯性系对准信息流程与算法模型;然后,阐述了应用于对准中的TRAID与QUEST定姿算法原理,详细推导了两种算法的误差协方差模型,建立并分析了重力矢量观测条件下QUEST定姿对准误差与器件误差的解析关系;最后,通过蒙特卡洛多样本仿真实验对比分析了不同对准方法的对准精度与统计特性。理论分析及仿真实验表明:采用QUEST算法的对准极限精度与传统方法的相同,但在等精度观测条件下,QUEST算法的对准精度稳定性要优于TRAID算法。 展开更多

关键词 捷联惯导 惯性系对准 姿态确定算法 误差分析

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浮点编码的遗传算法在GPS姿态测量技术上的应用 被引量：2

10

作者 沈明 周红进 朱颖 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2007年第1期21-24,共4页

基于单基线的GPS载波相位双差姿态测量模型,利用模糊度函数法,建立起适应度函数,采用十进制编码设计了能够避开整周模糊度的求解而直接搜索解算载体姿态的遗传算法模型。实测数据处理结果表明:静态条件下,航向解算精度达到0.30°(... 基于单基线的GPS载波相位双差姿态测量模型,利用模糊度函数法,建立起适应度函数,采用十进制编码设计了能够避开整周模糊度的求解而直接搜索解算载体姿态的遗传算法模型。实测数据处理结果表明:静态条件下,航向解算精度达到0.30°(均方差),纵摇角解算精度达到0.40°(均方差),基线长解算精度达到0.30m(均方差)。可以证明算法具有潜在的动态姿态实时解算能力。 展开更多

关键词 GPS 姿态测量 遗传算法 模糊度函数法

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双矢量定姿算法提高海参捕捞装置捷联惯导系统粗对准精度 被引量：3

11

作者 包建华 乔曦 李道亮 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期286-292,共7页

针对传统解析粗对准算法中水平对准精度同时受陀螺仪和加速度计测量误差影响的问题,提出一种双矢量定姿粗对准算法,该算法在选定重力矢量为主参考矢量的前提下,预先对参与姿态解算的矢量作单位正交化处理。理论分析表明,所述算法使得水... 针对传统解析粗对准算法中水平对准精度同时受陀螺仪和加速度计测量误差影响的问题,提出一种双矢量定姿粗对准算法,该算法在选定重力矢量为主参考矢量的前提下,预先对参与姿态解算的矢量作单位正交化处理。理论分析表明,所述算法使得水平对准精度只受加速度计水平测量误差影响,提高了捷联惯导系统粗对准精度;实测数据的试验结果表明,所述粗对准算法的水平误差角的大小不超过1°,方位误差角的大小不超过3°,在粗对准所要求的误差范围之内,为后续利用滤波方法进行精对准提供了有效的初始条件。 展开更多

关键词 渔业 导航 算法 捷联惯导 粗对准 双矢量定姿 静基座 海参捕捞

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导航卫星载体姿态测量进化算法研究 被引量：1

12

作者 夏娜 徐顺安 +1 位作者 于春华 唐媚 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2010年第5期1006-1010,共5页

导航卫星载体姿态测量是航空、航天、航海和陆地导航中的关键技术.在基于载波相位差的载体姿态测量中,相位双差整周模糊度的求解是重点和难点.该文将进化算法应用于整周模糊度的搜索,无需进行模糊度的去相关处理,采用进化算法直接搜索... 导航卫星载体姿态测量是航空、航天、航海和陆地导航中的关键技术.在基于载波相位差的载体姿态测量中,相位双差整周模糊度的求解是重点和难点.该文将进化算法应用于整周模糊度的搜索,无需进行模糊度的去相关处理,采用进化算法直接搜索整周模糊度,进而求解出基线矢量,获得载体姿态.该方法可以提高整周模糊度求解的效率和实时性,适用于动态载体姿态测量.对比实验结果证明了该方法的有效性. 展开更多

关键词 姿态测量 整周模糊度 进化算法 基线矢量

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弹载SINS/GPS组合自对准方法 被引量：1

13

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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基于Sage-Husa方法的旋翼姿态控制 被引量：1

14

作者 王晓东 马磊 韦宗毅 《计算机工程与设计》 北大核心 2015年第7期1747-1751,共5页

针对传统IMU传感器信息融合方法对外界信息变化不敏感等问题,在分析陀螺仪噪声特性并建立基于ARMA模型的卡尔曼滤波器抑制陀螺仪随机噪声的基础上,将基于Sage-Husa方法的卡尔曼滤波器作为信息融合算法,增强姿态解算系统的自适应性。为提... 针对传统IMU传感器信息融合方法对外界信息变化不敏感等问题,在分析陀螺仪噪声特性并建立基于ARMA模型的卡尔曼滤波器抑制陀螺仪随机噪声的基础上,将基于Sage-Husa方法的卡尔曼滤波器作为信息融合算法,增强姿态解算系统的自适应性。为提高Sage-Husa算法容错性能,提出一种加速度计可信性条件,根据总加速度与重力幅值、方向上的差异来判定是否进行姿态融合。在基于ARM Cortex M4内核的嵌入式系统上实现姿态解算和姿态控制系统,在自制四旋翼飞行器半实物仿真平台上进行的实验结果表明,以上方法降低了姿态静态及动态解算误差,提高了姿态系统状态的跟踪性和适应性,满足复杂运动环境下姿态控制的需求。 展开更多

关键词 微型惯性测量单元 卡尔曼滤波 Sage-Husa方法 姿态解算 自适应

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基于软件GPS接收机的最小二乘定向技术研究 被引量：1

15

作者 张瑜 秦红磊 《现代电子技术》 2010年第1期1-3,14,共4页

利用GPS进行载体航向的确定,需要从整周模糊度解算和航向解算两个方面进行处理。采用改进的最小二乘解算整周法,并利用在GPS软件接收机,对真实卫星数据进行了处理,通过对航向角精度进行分析,对比不同基线长度时的定向结果,证明了该方法... 利用GPS进行载体航向的确定,需要从整周模糊度解算和航向解算两个方面进行处理。采用改进的最小二乘解算整周法,并利用在GPS软件接收机,对真实卫星数据进行了处理,通过对航向角精度进行分析,对比不同基线长度时的定向结果,证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 GPS 软件接收机 定向 最小二乘法

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基于粒子群优化的舰船捷联惯导初始对准方法 被引量：3

16

作者 徐博 赵晓伟 金坤明 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期735-741,共7页

为了实现舰船摇摆基座下捷联惯导系统的快速对准,提出一种基于粒子群优化的初始对准方法。首先通过多矢量定姿法得到舰船的水平姿态,然后引入基于惯性系的粒子群算法优化方法快速估计出舰船航向角。为了验证粒子群优化算法的优越性,进... 为了实现舰船摇摆基座下捷联惯导系统的快速对准,提出一种基于粒子群优化的初始对准方法。首先通过多矢量定姿法得到舰船的水平姿态,然后引入基于惯性系的粒子群算法优化方法快速估计出舰船航向角。为了验证粒子群优化算法的优越性,进行了转台摇摆试验验证和对比分析。试验结果表明,基于自研的0.01°/h的光纤陀螺惯导系统,基于粒子群优化的对准方法用时172 s,达到稳定对准精度。对准时间较以速度作为参考矢量和以重力加速度作为参考矢量的多矢量定姿对准方法,分别缩短了44%和56%。在保证航向姿态精度的同时,所提出的算法可以有效地提高航向角误差的收敛速度,缩短初始对准时间。 展开更多

关键词 捷联惯导系统 初始对准 多矢量定姿法 粒子群算法

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一种标定陀螺仪的新方法

17

作者 陈杰春 丁振良 +2 位作者 袁峰 宋建辉 佟庆彬 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期407-412,共6页

给出一种能够模拟陀螺仪实际工作条件的标定方法.将陀螺仪安装在飞行器模型内部,飞行器模型悬挂在2个平行屏幕之间并且在外力的推动下作无规则运动,在飞行器模型上安装2根双向准直激光束,激光束在屏幕上生成4个指示光斑,利用双目视觉测... 给出一种能够模拟陀螺仪实际工作条件的标定方法.将陀螺仪安装在飞行器模型内部,飞行器模型悬挂在2个平行屏幕之间并且在外力的推动下作无规则运动,在飞行器模型上安装2根双向准直激光束,激光束在屏幕上生成4个指示光斑,利用双目视觉测量技术测量指示光斑在三维空间内的坐标,然后借助于欧拉角算法确定飞行器模型的姿态,最后结合陀螺仪的输出信号对陀螺仪进行标定.对飞行器模型姿态的测量误差作了详细的分析,结果显示该方法可以精确测量飞行器模型的姿态. 展开更多

关键词 陀螺仪 标定 姿态测量 双目视觉测量 欧拉角算法

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基于QUEST算法的激光惯组初始定姿研究

18

作者 范巧艳 《电子测量技术》 2020年第13期57-61,共5页

QUEST算法是一种基于多矢量观测的最优化定姿算法。首先针对QUEST算法进行了数值仿真,验证了算法的正确性,然后针对某型激光惯组,应用QUEST算法,设计了详细的初始定姿算法流程,最后进行了激光惯组静态初始定姿实验和连续旋转初始定姿实... QUEST算法是一种基于多矢量观测的最优化定姿算法。首先针对QUEST算法进行了数值仿真,验证了算法的正确性,然后针对某型激光惯组,应用QUEST算法,设计了详细的初始定姿算法流程,最后进行了激光惯组静态初始定姿实验和连续旋转初始定姿实验。实验结果表明,所设计的初始定姿算法,在激光惯组静止和连续转动情况下,姿态角均较快收敛,且具有一定的姿态跟踪性能,初始定姿结束后均得到较高姿态角精度。进一步分析,本算法也能较好适应其它类型的大角运动干扰情形下的激光惯组初始定姿。 展开更多

关键词 QUEST算法 数值仿真 激光惯组 初始定姿

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融合TRIAD算法用于GPS姿态确定 被引量：11

19

作者 黎湧 吴宏鑫 刘良栋 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2000年第2期30-37,共8页

研究把观测矢量定姿算法用于 GPS姿态确定。传统的 TRIAD算法利用两个非平行矢量确定载体的三轴姿态 ,但它存在对主矢量敏感 ,且不能利用第3根矢量的测量信息等缺点。文章提出一种改进的 TRIAD算法 ,克服了主矢量敏感问题 ;为了能利用 ... 研究把观测矢量定姿算法用于 GPS姿态确定。传统的 TRIAD算法利用两个非平行矢量确定载体的三轴姿态 ,但它存在对主矢量敏感 ,且不能利用第3根矢量的测量信息等缺点。文章提出一种改进的 TRIAD算法 ,克服了主矢量敏感问题 ;为了能利用 3根基线的观测信息 ,在 OPTTRIAD算法的基础上提出融合TRIAD算法 ,它可以提高定姿精度。用接收机进行了实验 ,结果表明改进的TRIAD算法确实克服了主矢量敏感问题 ;较之传统的 TRIAD算法 ,融合 TRIAD算法的偏航角、俯仰角和滚动角精度分别提高了 35 % ,19%和 34 % 展开更多

关键词 全球定位系统 姿态确定 融合算法 TRIAD GPS卫星

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逆向求解整周模糊度的姿态测量方法 被引量：2

20

作者 李玉海 夏娜 +1 位作者 唐媚 钱浩伟 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2009年第7期35-40,共6页

导航卫星载体姿态测量是航空、航天、航海和陆地导航中的关键问题。该文提出了一种逆向求解整周模糊度的载体姿态测量方法。基于相位双差观测方程构造适应度函数,采用进化算法搜索得到基线的初始姿态角,并由此求解出双差整周模糊度N,此... 导航卫星载体姿态测量是航空、航天、航海和陆地导航中的关键问题。该文提出了一种逆向求解整周模糊度的载体姿态测量方法。基于相位双差观测方程构造适应度函数,采用进化算法搜索得到基线的初始姿态角,并由此求解出双差整周模糊度N,此后基于N实时计算基线姿态。该方法避开了直接搜索整周模糊度,可实现性好,同时又可以保证姿态解算的效率和稳定性。实验结果表明该方法不仅具有很高的测姿精度,而且在动态条件下具有良好的稳定性和动态性能。 展开更多

关键词 姿态测量 整周模糊度 进化算法 逆向求解

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