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惯性导航系统重力扰动矢量补偿技术 被引量:18
1
作者 李胜全 欧阳永忠 +2 位作者 常国宾 金际航 李科 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期410-413,共4页
在较高精度惯性导航系统中,重力扰动矢量的影响不可忽略。建立了考虑重力扰动矢量的惯导误差方程,对采用高精度惯性元件(陀螺仪零偏稳定性为0.001 deg/h,加速度计零偏稳定性为0.01 mg)的惯导进行误差仿真,对比分析无重力扰动矢量补偿(... 在较高精度惯性导航系统中,重力扰动矢量的影响不可忽略。建立了考虑重力扰动矢量的惯导误差方程,对采用高精度惯性元件(陀螺仪零偏稳定性为0.001 deg/h,加速度计零偏稳定性为0.01 mg)的惯导进行误差仿真,对比分析无重力扰动矢量补偿(垂线偏差为5"~10",重力扰动矢量垂向分量为25~50 mGal)与有重力扰动矢量补偿(垂线偏差和重力扰动矢量垂向分量补偿精度分别为1.6"、2 mGal)两种条件下的惯导定位和姿态误差。仿真结果表明:经重力扰动矢量补偿后,24 h内惯导定位和航向误差分别减小2 nm和1′。 展开更多
关键词 重力扰动矢量 惯性导航系统 垂线偏差 补偿 误差
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降阶扩展卡尔曼滤波在INS/GPS导航系统中的应用 被引量:2
2
作者 徐金华 许江宁 +1 位作者 朱涛 边少锋 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期659-664,共6页
INS/GPS组合可以实现长期稳定、高精度的导航系统,从而替代单一高精度高成本的INS.组合中等精度的INS和MS860系统,应用降阶EKF方法,开发实现“真航向测量系统”(TNDS)的高精度航姿测量。TNDS以PC/104架构的嵌入式计算机采集处理来自INS... INS/GPS组合可以实现长期稳定、高精度的导航系统,从而替代单一高精度高成本的INS.组合中等精度的INS和MS860系统,应用降阶EKF方法,开发实现“真航向测量系统”(TNDS)的高精度航姿测量。TNDS以PC/104架构的嵌入式计算机采集处理来自INS和MS860的信息;重点推导了TNDS降阶误差模型,并在其中采用降阶的EKF滤波,TNDS系统最后进行了海上试验。试验数据表明:采用降阶EKF滤波后,INS的位置误差σ由100 m减小到40 m;系统航向的误差由原来的0.105°减小到0.034°;纵横摇的误差也相应地减小。整个海上试验验证了TNDS的性能和降阶EKF滤波算法的有效性。 展开更多
关键词 信息处理技术 全球定位系统 惯性导航系统 组合导航 误差模型 降阶扩展卡尔曼滤波
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重力异常对平台式惯性导航系统误差的影响分析 被引量:4
3
作者 陈永冰 边少锋 刘勇 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第6期21-25,30,共6页
建立了重力异常导致平台式惯性导航系统误差的模型,导出了重力异常东向和北向分量对各个惯导误差量的传递函数,并运用Matlab工具进行了误差仿真,提出了在平台式惯导力学编排中修正重力异常的方案。
关键词 重力异常 垂线偏差 惯性导航 误差
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降阶扩展卡尔曼滤波算法在船用INS/GPS组合导航系统中的应用(英文) 被引量:1
4
作者 徐金华 许江宁 +1 位作者 张晓锋 朱涛 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第3期299-306,共8页
TNNS(真航向导航系统)由MS860接收机、INS及处理数据的PC/104架构的嵌入式工控机构成。针对TNNS推导了INS(惯性导航系统)的误差模型,提出了适合于TNNS的降阶扩展卡尔曼滤波算法组合GPS和INS。系统在东海作了三次海试,软件及滤波算法平台... TNNS(真航向导航系统)由MS860接收机、INS及处理数据的PC/104架构的嵌入式工控机构成。针对TNNS推导了INS(惯性导航系统)的误差模型,提出了适合于TNNS的降阶扩展卡尔曼滤波算法组合GPS和INS。系统在东海作了三次海试,软件及滤波算法平台由C/C++编制。海上试验表明,组合滤波后,INS的位置误差由100m降低到40m以下;进行最优化滤波后的航向误差σ由原来的0.105°减小为0.034°,纵横摇的误差也大幅减小。整个海试结果表明,在TNNS中组合GPS/INS采用的降阶扩展卡尔曼滤波算法,大幅提高了系统精度和可靠性。 展开更多
关键词 GPS/INS 组合导航系统 误差模型 降阶扩展卡尔曼滤波
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容错组合导航系统信息补偿研究
5
作者 王荣颖 高敬东 卞鸿巍 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第SC期682-685,共4页
介绍了联邦滤波容错组合导航系统的基本工作原理,指出隔离无效子系统会造成隔离时刻主滤波器信息融合时系统状态信息的损失,并提出了两种信息补偿方法:状态递推器补偿法和信息重分补偿法。基于INS/GPS/DVS/APS组合导航系统的Monte-Carl... 介绍了联邦滤波容错组合导航系统的基本工作原理,指出隔离无效子系统会造成隔离时刻主滤波器信息融合时系统状态信息的损失,并提出了两种信息补偿方法:状态递推器补偿法和信息重分补偿法。基于INS/GPS/DVS/APS组合导航系统的Monte-Carlo数字仿真结果表明:两种信息补偿方法均可对隔离无效子系统所损失的信息进行有效补偿,改善滤波效果。 展开更多
关键词 组合导航 联邦滤波 容错系统 信息补偿
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基于一类SVM的综合导航系统信息故障检测方法 被引量:15
6
作者 戴海发 卞鸿巍 +1 位作者 马恒 王荣颖 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期555-560,共6页
为了提高舰艇综合导航系统的可靠性,并考虑到系统准确建模和大量故障数据获取的困难性,提出了一种基于一类支持向量机的信息故障检测方法。该方法主要包括两个过程:第一个过程是根据实测数据,并利用一类支持向量机的分类原理和主元分析... 为了提高舰艇综合导航系统的可靠性,并考虑到系统准确建模和大量故障数据获取的困难性,提出了一种基于一类支持向量机的信息故障检测方法。该方法主要包括两个过程:第一个过程是根据实测数据,并利用一类支持向量机的分类原理和主元分析法对导航信息进行离线建模;第二个过程是结合主元分析法将该模型应用到实时的信息故障检测中。该方法不依赖于系统模型而且只需要正常的小样本数据对模型进行训练,具有简便易于实现的优点。仿真试验表明,该方法对导航系统的硬故障和软故障都具有较好的检测能力和较短的检测延迟时间,而且该方法对径向基核函数参数的变化具有较低的敏感性,避免了复杂的调参过程。 展开更多
关键词 综合导航系统 可靠性 一类支持向量机 信息故障检测 主元分析法
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多航向传感器信息融合与容错联邦卡尔曼滤波器在舰艇综合导航系统中的应用 被引量:3
7
作者 戴海发 卞鸿巍 +1 位作者 王荣颖 马恒 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第7期114-118,共5页
不同的航向确定方法呈现不同的误差特性,通过多航向传感器的信息融合能够获得更稳定、准确的航向测量。本文提出了一种包含多个航向传感器数据融合和故障容错联邦卡尔曼滤波器的组合导航方法。该方法能够实现多个航向传感器的数据融合,... 不同的航向确定方法呈现不同的误差特性,通过多航向传感器的信息融合能够获得更稳定、准确的航向测量。本文提出了一种包含多个航向传感器数据融合和故障容错联邦卡尔曼滤波器的组合导航方法。该方法能够实现多个航向传感器的数据融合,同时还能实现传感器的在线故障检测和实时容错。首先基于输出误差协方差的权值法对航向测量进行最优融合,然后基于状态卡方和残差卡方设计了一个容错联邦卡尔曼滤波器,该滤波器能够检测并隔离故障的航向传感器。实测数据试验表明,该方法能够达到预期的舰艇组合导航系统的故障容错性能。 展开更多
关键词 组合导航 多航向信息融合 容错联邦滤波 状态卡方 残差卡方
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基于时间序列建模的组合导航系统故障诊断 被引量:5
8
作者 韩斌子 胡柏青 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1843-1847,共5页
为提高SINS/GNSS组合导航系统的可靠性,在分析了残差X^2检验法、状态X^2检验法工作原理及优缺点的基础上,本文提出了基于时间序列模型的残差X^2检验方法。该方法通过建立无故障条件下残差的时间序列AR模型,采用实时数据进行系统残差估... 为提高SINS/GNSS组合导航系统的可靠性,在分析了残差X^2检验法、状态X^2检验法工作原理及优缺点的基础上,本文提出了基于时间序列模型的残差X^2检验方法。该方法通过建立无故障条件下残差的时间序列AR模型,采用实时数据进行系统残差估计。当组合导航系统故障时,通过残差AR模型得到的实时残差值受故障量测的影响很小,因而该方法可以有效地解决传统残差X^2检验法检测结果"跟踪"故障、对软故障检测不敏感的问题。仿真实验分析表明,该方法能够对组合导航系统软故障进行实时有效的检测,提高组合导航系统的整体性能。 展开更多
关键词 组合导航 残差 χ^2检验法 时间序列建模 软故障 故障诊断
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舰船综合导航系统多通道数据测试及精度评定系统 被引量:3
9
作者 樊勇华 查峰 李京书 《舰船电子工程》 2012年第9期135-137,143,共4页
针对综合导航系统信息种类繁多,测试困难的特点,以Labview为软件开发平台设计了舰船综合导航系统多通道数据采集及精度评定系统。根据系统信息输出协议,设计了系统数据解码和误码检测算法,实现了综合导航系统输出数据的实时、准确采集... 针对综合导航系统信息种类繁多,测试困难的特点,以Labview为软件开发平台设计了舰船综合导航系统多通道数据采集及精度评定系统。根据系统信息输出协议,设计了系统数据解码和误码检测算法,实现了综合导航系统输出数据的实时、准确采集。针对综合导航系统各分系统的信息种类和误差特性不同,利用采集的GPS卫星导航设备的速度、位置输出为参考,以MS860测姿系统的输出为姿态参考,设计了惯导系统、平台罗经等自主性导航设备精度评定算法,对其精度进行评定。系统成功应用于某新型惯导的精度评定海试试验。 展开更多
关键词 数据采集 精度评定 综合导航系统 解码
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基于MEMS IMU的室内导航系统设计 被引量:2
10
作者 闻泽阳 许江宁 于梦琦 《舰船电子工程》 2016年第12期75-79,共5页
为了实现低成本的室内导航,设计了基于惯性测量单元(IMU)的室内组合导航定位系统,惯性测量单元(IMU)安装在室内行人的肩部,在行人处于静止状态时以IMU输出速度误差与角速度误差为观测信息,并利用这些观测信息通过卡尔曼滤波器估计IMU解... 为了实现低成本的室内导航,设计了基于惯性测量单元(IMU)的室内组合导航定位系统,惯性测量单元(IMU)安装在室内行人的肩部,在行人处于静止状态时以IMU输出速度误差与角速度误差为观测信息,并利用这些观测信息通过卡尔曼滤波器估计IMU解算误差。当行人处于行进状态时,通过气压计测量室内行人所处的海拔高度,并通过磁力计测量航向角,气压计所测得的数据对IMU输出高度进行修正,磁力计所测量的数据对IMU的航向角进行修正,在论文所构建的框架下来抑制IMU误差积累。 展开更多
关键词 室内导航 惯性导航系统 卡尔曼滤波器 气压计 磁力计
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一种用于个人导航系统的低精度MEMS器件标定方法 被引量:1
11
作者 梁佩雷 许江宁 程章 《舰船电子工程》 2017年第8期43-47,共5页
针对个人足部导航MEMS器件误差较大,直接影响个人导航精度的问题,论文采用了一种十二位置标定法。首先建立陀螺仪和加速度计的输入输出误差模型,然后给出十二位置标定的位置编排,最后通过三轴转台实验,得出标定结果。结果表明,补偿后的M... 针对个人足部导航MEMS器件误差较大,直接影响个人导航精度的问题,论文采用了一种十二位置标定法。首先建立陀螺仪和加速度计的输入输出误差模型,然后给出十二位置标定的位置编排,最后通过三轴转台实验,得出标定结果。结果表明,补偿后的MEMS器件误差有所减小,为提高个人鞋式导航系统的精度打下了基础。 展开更多
关键词 个人导航 微型惯性器件 标定方法
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北斗区域卫星导航系统和GPS定位性能仿真分析 被引量:3
12
作者 孙岚 李厚朴 张植辉 《舰船电子工程》 2016年第7期76-80,共5页
为掌握北斗区域卫星导航系统在国内外典型区域内的定位性能,同时与GPS进行比对,利用STK软件建立了北斗区域星座和GPS星座,在此基础上对武汉、北京、喀什、关岛、索马里、堪培拉等地区的卫星可见性和几何精度因子进行了仿真分析。研究结... 为掌握北斗区域卫星导航系统在国内外典型区域内的定位性能,同时与GPS进行比对,利用STK软件建立了北斗区域星座和GPS星座,在此基础上对武汉、北京、喀什、关岛、索马里、堪培拉等地区的卫星可见性和几何精度因子进行了仿真分析。研究结果可为北斗卫星导航系统的建设与应用提供参考。 展开更多
关键词 北斗区域卫星导航系统 GPS STK 可见性 几何精度因子
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导航装备动态性能测试系统天线安装误差补偿方法研究
13
作者 王战军 邓志雄 +1 位作者 陈俊杰 信冠杰 《舰船电子工程》 2010年第8期155-158,共4页
针对目前船舶计程仪及陀螺导航设备误差标校方法手段落后、过程周期长等问题,采用MS860作为测定误差的基准平台搭建导航装备动态性能测试系统,选用Nport5450串口服务器接收处理多路串口信号进行数据通信,结合轴角信号转换装置进行模拟... 针对目前船舶计程仪及陀螺导航设备误差标校方法手段落后、过程周期长等问题,采用MS860作为测定误差的基准平台搭建导航装备动态性能测试系统,选用Nport5450串口服务器接收处理多路串口信号进行数据通信,结合轴角信号转换装置进行模拟、数字信号转换,利用信息处理机终端处理与显示导航参数信息。另外,分析了GPS天线安装偏差导致船体纵横摇、GPS天线高程差、方位偏差、GPS测量基线长和基座高程差等因素对GPS航向产生的影响,推导了GPS动态航向测量模型的误差补偿方程。此系统对降低导航设备误差标校工作成本,提高导航装备的保障性具有十分重要的意义。 展开更多
关键词 天线安装误差 动态测量 航向航速标定 MS860
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导航装备分布式测试系统
14
作者 刘纪秋 李春建 《舰船电子工程》 2007年第6期76-78,共3页
海军导航装备的发展要求应用远程分布式测试系统,研究分布式测试和异构测试系统的融合问题。提出基于网络和测试总线的分布式、集散型结构体系。
关键词 导航装备 分布式测试 自动测试系统
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采用状态参数辨识的惯性导航系统故障检测方法研究
15
作者 徐茂俊 王荣颖 《舰船电子工程》 2012年第5期127-128,130,共3页
针对惯性导航系统故障维修时间长的问题,提出了采用卡尔曼滤波器估计系统内部状态和参数,采取#2检验法来确定系统量测信息的有效性的方法,给出了滤波器设计需要的系统状态参数。在某型惯性导航系统故障维修中验证了通过采用卡尔曼滤波... 针对惯性导航系统故障维修时间长的问题,提出了采用卡尔曼滤波器估计系统内部状态和参数,采取#2检验法来确定系统量测信息的有效性的方法,给出了滤波器设计需要的系统状态参数。在某型惯性导航系统故障维修中验证了通过采用卡尔曼滤波器对系统内部参数进行估计,可以提高故障诊断的效率。 展开更多
关键词 惯性导航系统 故障诊断 BITE参数辨识 卡尔曼滤波
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捷联惯导系统改进回溯快速对准方法(英文) 被引量:14
16
作者 何泓洋 许江宁 +2 位作者 李京书 李峰 查峰 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期179-183,共5页
快速性是捷联惯导系统初始对准的一项重要指标。回溯算法通过存储一段时间的陀螺仪和加速度计的数据,并反复加以利用的方式,有效缩短了对准的时间。为了进一步提高初始对准的快速性,设计了一种快速回溯对准方法(FBA)。优化对准方法被用... 快速性是捷联惯导系统初始对准的一项重要指标。回溯算法通过存储一段时间的陀螺仪和加速度计的数据,并反复加以利用的方式,有效缩短了对准的时间。为了进一步提高初始对准的快速性,设计了一种快速回溯对准方法(FBA)。优化对准方法被用于算法的粗对准阶段,为回溯罗经法精对准提供较为准确的初始姿态,进而提高罗经回路的收敛速度。分析了回溯算法的基本原理,设计了快速回溯对准算法的实施过程。实验结果表明,提出的算法能够降低回溯次数,大大减少对准所需的数据量,使得对准的快速性进一步提高。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 初始对准 回溯对准法 快速对准
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北斗二代导航信号抗多径性能分析与仿真 被引量:17
17
作者 李豹 许江宁 +1 位作者 曹可劲 朱银兵 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期339-342,347,共5页
针对北斗二代导航信号抗多径性能的分析需求,推导了基于相干超前减滞后延迟锁定环的码跟踪多径误差评估方法,运用该方法分析了北斗二代导航信号的抗多径性能,仿真表明在多径直达信号幅度比为-6 dB,相关间距为24 ns,信号带宽为24 MHz时,... 针对北斗二代导航信号抗多径性能的分析需求,推导了基于相干超前减滞后延迟锁定环的码跟踪多径误差评估方法,运用该方法分析了北斗二代导航信号的抗多径性能,仿真表明在多径直达信号幅度比为-6 dB,相关间距为24 ns,信号带宽为24 MHz时,北斗二代导航信号都能区分大于300 m的多径延迟。以MBOC信号为例对不同的多径直达信号幅度比、相关器间距、信号接收带宽、信号组成时导航信号的多径性能进行了仿真。结果表明:在多径直达信号幅度比一定时,提升信号的高频分量,在接收端采用窄相关技术和宽的接收带宽可将北斗二代导航信号的多径误差限制在4 m以内,且衰减速度更快,从而改善信号的抗多径性能。 展开更多
关键词 全球导航卫星系统 北斗二代 多径误差 码跟踪
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航向、航迹自动操舵仪船舵控制系统的研制 被引量:12
18
作者 周永余 陈永冰 +1 位作者 周岗 李文魁 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2005年第3期47-51,55,共6页
给出了采用数字模拟与物理模拟相结合的方法模拟海上实船环境的航向、航迹自动操舵仪船—舵控制系统的设计方案和实现途径,并介绍了该控制系统的软件设计,该系统为航渡任务的安全、顺利完成提供了有力保障。
关键词 自动操舵仪 罗经航向 软件设计 模拟舵角 模拟船位 导航系统
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地形匹配辅助导航中匹配区域的选择 被引量:21
19
作者 郑彤 蔡龙飞 +1 位作者 王志刚 边少锋 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期191-196,共6页
利用海底地形匹配辅助导航是水下载体导航技术致力研究的新方向。通过多波束测深系统测量获得的真实地形数据,采用ICCP算法为对准匹配算法,分析了实测地形的统计特征对相关匹配性能的影响,给出了地形匹配区域选择准则,并在实测地形图上... 利用海底地形匹配辅助导航是水下载体导航技术致力研究的新方向。通过多波束测深系统测量获得的真实地形数据,采用ICCP算法为对准匹配算法,分析了实测地形的统计特征对相关匹配性能的影响,给出了地形匹配区域选择准则,并在实测地形图上利用匹配算法对此进行了仿真研究,从而得到水下载体的最佳匹配位置,提高水下载体的导航精度。 展开更多
关键词 水下载体 多波束测深系统 ICCP算法 地形匹配 导航 匹配区域
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重力匹配导航的影响模式分析 被引量:12
20
作者 吴太旗 欧阳永忠 +2 位作者 陆秀平 黄谟涛 马福诚 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期559-564,共6页
从重力场匹配导航的改进TERCOM算法入手,针对采样长度、采样间隔以及重力测量误差对匹配结果的影响进行了系统分析,并在此基础上利用海洋年度重力测量数据设计了准实时仿真试验,结果表明:(1)采样长度对匹配结果有重要的影响,采样长... 从重力场匹配导航的改进TERCOM算法入手,针对采样长度、采样间隔以及重力测量误差对匹配结果的影响进行了系统分析,并在此基础上利用海洋年度重力测量数据设计了准实时仿真试验,结果表明:(1)采样长度对匹配结果有重要的影响,采样长度与重力基准图的分辨率比值在10~20之间时,能够获得较好的匹配效果;(2)适当增加采样间隔可以在一定程度上提高匹配的整体精度,但增加了匹配失效的风险,实际应用中采样间隔以2~4 min为宜;(3)重力测量白噪声误差对匹配结果影响相对较大,过大的误差将不能得到有效匹配,水下重力测量误差最好能控制在2 mGal以内。 展开更多
关键词 无源导航 水下导航 重力场匹配 改进TERCOM算法
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