国家教育部博士点基金(20106102120057)
- 作品数：8 被引量：90H指数：6
- 相关作者：秦永元张金红张立川刘明雍李四海更多>>
- 相关机构：西北工业大学西安飞行自动控制研究所更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金中国航空科学基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程航空宇航科学技术自动化与计算机技术兵器科学与技术更多>>
- 基于四元数卡尔曼滤波的捷联惯导初始对准算法被引量：8
- 2012年
- 针对晃动基座捷联惯导初始对准问题,研究了一种具有干扰抑制能力的初始对准算法。根据重力矢量在惯性空间投影构成一包含地球北向信息的旋转锥面的现象,利用坐标系惯性凝固假设将重力量测矢量和参考矢量分别投影到载体惯性坐标系和导航惯性坐标系,将晃动基座条件下的初始对准转化为基于重力量测矢量确定对准起始时刻的姿态问题。借鉴四元数线性伪量测方程的概念,利用重力投影矢量与初始姿态四元数的线性量测关系实现初始姿态四元数的直接滤波估计。初始姿态四元数在对准过程中为常值,以其作为待估计的状态可避免系统模型误差和初始误差的影响。利用转台模拟不同的摇摆对准环境,导航级惯导系统可在10 min内完成初始对准且方位误差小于3'。
- 周琪秦永元张金红成研
- 关键词：四元数卡尔曼滤波
- 捷联惯导系统内杆臂补偿方法及试验验证被引量：20
- 2012年
- 在实际捷联惯组中,三只加速度计的比力测量对应于不同的点位置,如果直接作为捷联惯导算法的输入,角运动条件下会引起导航误差。对于加速度计非正交安装情形,在常规静态标定模型基础上,推导了考虑内杆臂效应后的动态标定模型。以导航速度为观测量,建立了加计组合内杆臂补偿的一般模型方程。针对激光捷联惯性组合,设计了简便的试验方法用于辨识内杆臂参数,高强度的摇摆试验表明内杆臂补偿有效地提高了导航精度,速度误差降低达77%以上。
- 严恭敏周琪翁浚秦永元
- 关键词：捷联惯导系统摇摆试验
- 捷联惯导系统快速最小二乘精对准方法被引量：6
- 2012年
- 传统最小二乘精对准方法采用水平速度误差作为量测值,对方位失准角和陀螺漂移的估计时间较长,且收敛速度受递推计算初值影响。改进方法直接采用单位时间的水平比力作为量测值,同时忽略失准角误差中的高次项,将三次曲线转化为线性模型进行估计。在简化模型的基础上,推导了计算量很小的无初值最小二乘递推算法,进一步加快了对准收敛速度。静基座条件下的仿真和实验验证结果表明,改进方法估计的失准角误差和北向陀螺漂移均可在120 s内收敛,在不影响对准精度的前提下缩短了对准和测漂时间。
- 付强文秦永元张金红李四海
- 关键词：陀螺漂移递推最小二乘算法捷联式惯性导航系统
- 基于双水听器的多自主水下航行器协同导航方法被引量：12
- 2011年
- 协同导航定位是实现多自主水下航行器(multiple autonomous underwater vehicles,MAUVs)协同作业必须解决的关键问题。针对主从式MAUVs,提出了一种基于双水听器信号的MAUVs协同定位方法。在主从式结构中,主AUV内部装备高精度导航设备,从AUV内部装备低精度导航设备,外部均装备水声装置测量相对位置关系,从AUV通过水声测量确定出相对距离和相对方位角,再辅以主AUV精确位置,得到从AUV精确位置。研究结果表明,利用主AUV作为协同导航定位,可以显著提高群体的导航定位精度。
- 张立川徐德民刘明雍
- 关键词：水下导航协同导航
- 基于大失准角时变参数罗经初始对准算法被引量：8
- 2012年
- 为了解决大失准角条件下的捷联惯导初始自对准问题,通过分析捷联惯导系统大失准角误差模型,利用平台惯导系统罗经对准原理,提出了一种新的捷联惯导系统罗经对准方案。该方案的具体实现划分为三个阶段:方位角未知情况下的水平对准;大失准角时变参数罗经方位对准;定参数罗经对准。该方案通过实时调节罗经参数缩短了对准时间;利用大方位失准角模型代替小失准角模型,在算法收敛阶段更加准确地描述了捷联惯导系统的误差传递方式。仿真试验表明,使用陀螺随机漂移稳定性为0.01(°)/h的捷联惯导系统,该对准方案能在60 s内方位精度到达1°,并能在对准结束时达到3'的方位对准精度。
- 翁浚严恭敏秦永元张金红
- 关键词：捷联惯导系统时变参数
- 一种基于UKF的MEMS/GPS组合导航算法
- 2013年
- 针对微电子机械(MEMS)/全球定位(GPS)组合导航系统中,强非线性引起的扩展卡尔曼滤波(EKF)导航精度不高、滤波性能不稳定、收敛速度慢等问题,研究了MEMS/GPS组合导航系统无迹卡尔曼滤波(UKF)算法,避免了EKF繁重的求导计算。本文对2种滤波方法进行了仿真比较,结果表明,用UKF的组合导航系统的误差收敛速度比EKF快,精度也比EKF高,UKF算法更适合于MEMS/GPS组合导航。
- 刘明雍郭勇张立川高沛林
- 关键词：微电子机械扩展卡尔曼滤波无迹卡尔曼滤波
- 多AUV协作时钟同步控制算法设计与实现被引量：3
- 2013年
- 鉴于多自主式水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)协同作业中时钟同步技术的重要性,设计了一种基于数字信号处理器(digital signal processor,DSP)的精确时钟同步方案。首先分析了时钟同步过程中误差的来源,并提出了线性回归和卡尔曼滤波算法,对误差进行了有效补偿,确保AUV时钟与全球定位系统(global positioning system,GPS)时钟精确同步。然后利用DSP、GPS模块以及恒温晶振完成了时钟同步控制的硬件实现,时钟校准实验表明,该控制算法大大提高了时钟同步过程中的授时精度和频率稳定度,满足多AUV协同作业在时钟同步方面的需求。
- 刘明雍张兵宇张立川
- 关键词：时钟同步恒温晶振
- 车辆运动学约束辅助的惯性导航算法被引量：33
- 2012年
- 为提高车载捷联惯导系统的自主导航精度,增强载车机动性能,采用了车辆运动学约束条件辅助的组合导航算法。利用车辆正常行驶过程中横向和法向速度为零的约束条件,在考虑惯导系统安装偏差角的基础上,推导了卡尔曼滤波算法模型。采用此方案进行了80 km的车载导航试验,水平定位精度为16.6m(CEP),高度定位精度为14.9 m(PE)。该方法可以作为里程计失效情况下的备份导航方案,也可以用在零速修正方式中延长停车间隔时间。
- 付强文秦永元李四海王海明
- 关键词：惯性导航
