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结合积分与旋转调制的抗晃动对准
1
作者 杨泳 李东霖 +2 位作者 付玉洁 孔令兵 徐开俊 《电光与控制》 北大核心 2026年第2期90-95,共6页
针对捷联惯导系统在晃动环境下抗干扰能力不足导致对准精度不高的问题,设计并实现一种结合积分与旋转调制的抗晃动对准方法。首先,分析旋转调制技术在误差补偿方面的原理,并构建了晃动基座情况下惯性器件的输出模型;随后,推导了基于积... 针对捷联惯导系统在晃动环境下抗干扰能力不足导致对准精度不高的问题,设计并实现一种结合积分与旋转调制的抗晃动对准方法。首先,分析旋转调制技术在误差补偿方面的原理,并构建了晃动基座情况下惯性器件的输出模型;随后,推导了基于积分的惯性系粗对准,通过姿态更新消除了角晃动的影响,并通过对比力积分减弱了线振动的干扰;最后,建立了晃动条件下的系统状态和量测方程,采用反馈校正的Kalman滤波算法进行精对准的最优估计。实验结果表明,相较于仅使用旋转调制抗晃动对准方法,所提方法在晃动环境下的水平精度和天向精度均有所提高。 展开更多
关键词 捷联惯导系统 旋转调制 晃动基座 初始对准
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旋转SINS的多矢量抗晃动对准方法研究
2
作者 杨泳 李东霖 +1 位作者 孔令兵 徐开俊 《火力与指挥控制》 北大核心 2025年第12期78-85,共8页
针对捷联惯导系统(SINS)在晃动环境中抗干扰能力不足的问题,提出旋转SINS的多矢量抗晃动对准方法。应用旋转调制技术进行误差补偿,基于积分的惯性系双矢量粗对准原理,构建出抗干扰的多矢量粗对准技术,结合反馈校正的Kalman滤波实现精对... 针对捷联惯导系统(SINS)在晃动环境中抗干扰能力不足的问题,提出旋转SINS的多矢量抗晃动对准方法。应用旋转调制技术进行误差补偿,基于积分的惯性系双矢量粗对准原理,构建出抗干扰的多矢量粗对准技术,结合反馈校正的Kalman滤波实现精对准。仿真实验表明,相较于传统抗晃动对准方法,该方法显著提升了系统在晃动环境下的对准精度和抗干扰能力。 展开更多
关键词 捷联惯导系统 旋转调制 晃动基座 初始对准 卡尔曼滤波
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可观测性优化的捷联惯导对准方法
3
作者 杨泳 李东霖 +1 位作者 孔令兵 徐开俊 《电光与控制》 北大核心 2025年第11期91-96,共6页
为解决近似静基座环境下捷联惯导系统初始对准卡尔曼滤波模型比较复杂的问题,提出了一种能够实现全面可观测的滤波模型。通过对初始对准过程中各状态变量的可观测性进行分析,发现系统中存在部分状态变量呈现出不完全可观测状态。为了有... 为解决近似静基座环境下捷联惯导系统初始对准卡尔曼滤波模型比较复杂的问题,提出了一种能够实现全面可观测的滤波模型。通过对初始对准过程中各状态变量的可观测性进行分析,发现系统中存在部分状态变量呈现出不完全可观测状态。为了有效提升对准过程中整体系统的可观测性,采用奇异值分解方法实现对不可观测状态变量的有效剔除,从而构建了一个完全可观测的初始对准模型。仿真实验的数据证明,降阶后的模型有效消除了不可观测状态量对整个系统的潜在影响,相较于原始状态滤波模型,水平精度提高了约88%,天向精度提高了约12%,有效提升了捷联惯导系统的对准精确度。 展开更多
关键词 捷联惯导系统 可观测性分析 初始对准 卡尔曼滤波
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多智能体协作定位研究综述
4
作者 张永军 刘小龙 罗炳海 《现代导航》 2025年第3期157-161,166,共6页
随着机器人技术和人工智能的发展,多智能体协作定位已成为提高系统定位精度和鲁棒性的关键技术。综述了多智能体协作定位中的智能体传感器系统、多智能体传感器融合结构以及协作定位算法的研究进展。首先,介绍了常见的定位传感器及其优... 随着机器人技术和人工智能的发展,多智能体协作定位已成为提高系统定位精度和鲁棒性的关键技术。综述了多智能体协作定位中的智能体传感器系统、多智能体传感器融合结构以及协作定位算法的研究进展。首先,介绍了常见的定位传感器及其优缺点,强调了多传感器融合技术在提升定位精度和鲁棒性方面的重要性。其次,分析了集中式和分布式传感器融合结构的特点,指出分布式结构在并行计算、通信带宽需求和系统可靠性方面的优势。接着,详细阐述了集中式和分布式协作定位算法的研究现状,重点讨论了分布式算法在通信复杂度和计算效率方面的改进。最后,总结了当前多智能体协作定位面临的主要挑战,包括计算结果的一致性、信息共享与通信问题以及多源误差对定位精度的影响。 展开更多
关键词 多智能体 协作定位 多传感器融合
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空速差异分析研究
5
作者 章拔邦 《科学技术创新》 2026年第1期225-228,共4页
空速是飞机重要的导航参数,是由大气数据系统对飞机的全压、静压进行解算得到的。为保证飞行安全,一般大型飞机会具备多套大气数据系统,而由于飞机气动外形、传感器布局、各套大气数据系统解算差异等影响,各套大气数据系统解算出的空速... 空速是飞机重要的导航参数,是由大气数据系统对飞机的全压、静压进行解算得到的。为保证飞行安全,一般大型飞机会具备多套大气数据系统,而由于飞机气动外形、传感器布局、各套大气数据系统解算差异等影响,各套大气数据系统解算出的空速会有一定差异。以某型民用运输飞机滑行试验为背景,采用数据分析、气动仿真等方式,对多套大气数据系统空速差异进行分析,为后续系统优化提供理论支持。 展开更多
关键词 空速 大气数据系统 全压受感器 静压受感器
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基于迭代双模型卡尔曼滤波的惯性传感器故障诊断方法
6
作者 张晨远 刘海颖 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第10期3426-3432,共7页
针对惯性传感器故障导致的导航信息不准确甚至失效的问题,提出一种基于改进卡尔曼滤波的故障诊断方法。该方法通过引入迭代双模型机制,提高扩展卡尔曼滤波算法在处理非线性系统时的性能。同时,采用运动学模型,降低方法对湍流的敏感性,... 针对惯性传感器故障导致的导航信息不准确甚至失效的问题,提出一种基于改进卡尔曼滤波的故障诊断方法。该方法通过引入迭代双模型机制,提高扩展卡尔曼滤波算法在处理非线性系统时的性能。同时,采用运动学模型,降低方法对湍流的敏感性,提升算法精度。通过对仿真实验数据的评估验证并与传统方法进行对比分析,结果表明本文所提方法在准确性和鲁棒性上具有显著优势,能够有效实现对惯性传感器突变以及渐变故障的诊断。 展开更多
关键词 惯性导航系统 传感器故障诊断 扩展卡尔曼滤波器 故障检测与诊断
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伪相对航向角约束的主子IMU相对导航方法
7
作者 李振威 赵国宏 +3 位作者 霍晨晓 丁宁 李雄 申丽 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第5期434-439,501,共7页
针对机翼挠曲变形造成主子惯性测量装置(IMU)相对航向角误差发散的问题,提出了一种基于伪相对航向角约束的主子IMU相对导航方法。首先,建立以主节点IMU机体坐标系为基准坐标系的相对导航解算模型,并推导出相对导航误差和补偿模型。其次... 针对机翼挠曲变形造成主子惯性测量装置(IMU)相对航向角误差发散的问题,提出了一种基于伪相对航向角约束的主子IMU相对导航方法。首先,建立以主节点IMU机体坐标系为基准坐标系的相对导航解算模型,并推导出相对导航误差和补偿模型。其次,针对相对姿态误差不完全可观测的问题,构建了伪量测,并提出了一种基于相对伪航向角约束的相对导航方法。该方法不依赖于机动模式,提高了相对姿态误差的可观测性,使主子IMU相对航向角误差在平飞状态下不再呈发散趋势。仿真结果表明,在多种飞行机动条件下,所提约束方法比无约束方法的相对航向角估计精度提高了74%。 展开更多
关键词 传递对准 相对导航 惯性导航 机翼挠曲
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一种轻量化无线电高度表通用原位检测设备设计方法
8
作者 唐曦 李文海 +2 位作者 刘勇 李睿峰 尹冠富 《激光杂志》 北大核心 2025年第10期68-74,共7页
针对多种体制的机载无线电高度表原位检测问题,提出了一种轻量化无线电高度表通用原位检测设备设计方法。该方法基于数字射频存贮技术,使用天线耦合器与高度表的收发天线相接,对接收到的射频信号进行调理之后,利用高性能的Zynq UltraSca... 针对多种体制的机载无线电高度表原位检测问题,提出了一种轻量化无线电高度表通用原位检测设备设计方法。该方法基于数字射频存贮技术,使用天线耦合器与高度表的收发天线相接,对接收到的射频信号进行调理之后,利用高性能的Zynq UltraScale+RFSoC直接进行带通采样,然后进行精密延时、数字上变频和数字滤波处理,并通过高速DAC处理转换为射频信号,最后经衰减模块衰减后得到高度表射频模拟回波信号,通过天线耦合器回灌给高度表接收天线。经实验验证,该设备可通用于多种体制的无线电高度表原位测试,具有连续高度模拟、测试精度高和灵活性好的特点。 展开更多
关键词 无线电高度表 Zynq UltraScale+RFSoC 测试
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应用于智能结构的光纤传感新技术研究 被引量：24
9
作者 黄民双 梁大开 +1 位作者 袁慎芳 陶宝祺 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期326-329,共4页
介绍了研制成功的几种适合于埋入复合材料结构内的光纤应变传感器 ,并将所研制的新型光纤传感器在载荷自诊断智能结构、复合材料梁振动试件上进行了试验 。
关键词 光纤传感器 应变传感器 F-P干涉 激光自混合干涉 智能结构 飞行器
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轻量化惯导系统振动响应分析与减振器优化 被引量：12
10
作者 王平 张广鹏 +2 位作者 尉飞 张延顺 解芳芳 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1898-1905,共8页
惯导系统轻量化设计产生的结构柔性对其振动响应会产生不可忽略的影响。针对某型轻量化惯导结构,采用基于频响函数的子结构综合方法,建立了惯导系统的动力学模型,并应用此模型分析了IMU柔性对惯导系统的影响,并提出了一种减振系统参数... 惯导系统轻量化设计产生的结构柔性对其振动响应会产生不可忽略的影响。针对某型轻量化惯导结构,采用基于频响函数的子结构综合方法,建立了惯导系统的动力学模型,并应用此模型分析了IMU柔性对惯导系统的影响,并提出了一种减振系统参数优化设计方法。通过减振器优化,惯导系统的角位移明显减小,有效抑制了振动耦合。最后通过振动实验验证了优化方法的准确性,同时发现惯导系统经减振器参数优化后提高了振动过程中惯导系统航向和姿态测量精度。 展开更多
关键词 轻量化 惯导系统 子结构 柔性 减振器
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基于气动模型辅助的四旋翼飞行器室内自主导航方法 被引量：13
11
作者 吕品 赖际舟 +3 位作者 杨天雨 刘建业 朱斌 宋亦凡 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1275-1284,共10页
惯性/卫星/磁传感器/气压高度计组合导航系统是四旋翼飞行器常用的导航方案。但在室内飞行时,由于卫星导航系统不可用,该导航方案的测速及定位精度难以满足四旋翼飞行器的自主飞行需求,从而制约了其室内自主飞行能力。为解决该问题,在... 惯性/卫星/磁传感器/气压高度计组合导航系统是四旋翼飞行器常用的导航方案。但在室内飞行时,由于卫星导航系统不可用,该导航方案的测速及定位精度难以满足四旋翼飞行器的自主飞行需求,从而制约了其室内自主飞行能力。为解决该问题,在利用四旋翼飞行器气动模型的基础上,提出了惯性/磁传感器/声纳传感器/气动模型组合导航方案。通过分析四旋翼飞行器的气动模型特性,揭示了气动模型辅助自主导航的内在机理;提出了气动模型辅助导航算法,并设计了具体的实施流程。最后,结合OS4型四旋翼飞行器的气动模型特点,搭建了气动模型辅助导航方案的验证平台,对四旋翼飞行器的室内悬停与机动飞行进行了仿真模拟。仿真结果表明,气动模型辅助导航方案可以显著提高室内飞行时的测速与定位精度。该方案无需增加其他传感器,具有自主性强、成本低和零载重的优点,在四旋翼飞行器室内导航中具有较好的应用价值。 展开更多
关键词 四旋翼飞行器 气动模型 辅助导航 室内导航 定位算法
原文传递
基于灰色理论的新陈代谢自适应多参数预测方法 被引量：14
12
作者 张朝飞 罗建军 +1 位作者 徐兵华 马卫华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期970-976,共7页
针对少数据、小样本序列的预测问题,在分析常规灰色GM(1,1)预测模型缺点的基础上提出了优化的算法模型,将优化后的预测方法推广为多参数预测.首先,建立了利用最新量测量进行初始化的预测模型,然后通过新陈代谢的方法利用新信息代替旧信... 针对少数据、小样本序列的预测问题,在分析常规灰色GM(1,1)预测模型缺点的基础上提出了优化的算法模型,将优化后的预测方法推广为多参数预测.首先,建立了利用最新量测量进行初始化的预测模型,然后通过新陈代谢的方法利用新信息代替旧信息实现等维的模型预测,同时引入衰减记忆最小二乘法对新旧信息进行加权处理,背景值以归一化的平均相对误差作为精度检验标准,采用粒子群算法自适应寻优.最后,通过对某型惯性测量单元(IMU)的标定参数稳定性进行预测,预测结果平均相对误差降低了6%~58%,表明预测方法可以应用于IMU标定参数的长期稳定性预测. 展开更多
关键词 灰色理论 新陈代谢 自适应 预测 粒子群算法
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基于调频高斯小波变换的导航传感器故障诊断 被引量：12
13
作者 翁海娜 房建成 +1 位作者 杨功流 张振鹏 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期477-480,共4页
为提高多传感器组合导航系统对各导航传感器的在线故障检测能力 ,在分析调频高斯小波特性的基础上 ,提出了一种基于调频高斯小波变换的导航传感器故障诊断算法 .该算法仅利用传感器的观测量来直接诊断传感器工作是否正常 .它可以对方差... 为提高多传感器组合导航系统对各导航传感器的在线故障检测能力 ,在分析调频高斯小波特性的基础上 ,提出了一种基于调频高斯小波变换的导航传感器故障诊断算法 .该算法仅利用传感器的观测量来直接诊断传感器工作是否正常 .它可以对方差突变等软故障进行有效的在线检测 . 展开更多
关键词 调频高斯小波变换 导航传感器 故障诊断 组合导航 算法
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微惯性测量单元的误差整机标定和补偿 被引量：12
14
作者 代刚 李枚 +1 位作者 苏伟 邵贝贝 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1620-1626,共7页
提出了微惯性测量单元(MIMU)在高动态、高过载复杂应用条件下的误差整机标定和补偿方法。首先,建立了高动态,高过载复杂应用条件下MIMU的误差模型,该模型包括了结构误差,传感器安装误差和MEMS惯性传感器在复杂条件对精度影响较大的误差... 提出了微惯性测量单元(MIMU)在高动态、高过载复杂应用条件下的误差整机标定和补偿方法。首先,建立了高动态,高过载复杂应用条件下MIMU的误差模型,该模型包括了结构误差,传感器安装误差和MEMS惯性传感器在复杂条件对精度影响较大的误差项,指零位温度漂移、互耦误差、刻度因子非线性和微陀螺加速度效应误差;根据模型提出了整机标定补偿方法,该方法可以标定MIMU的63个误差系数,并且不需要对单个传感器进行标定。然后,介绍了利用最小二乘法对模型进行误差系数标定的方法和步骤,并对自研的MIMU进行了标定。最后,通过飞行实验对MIMU进行了验证。结果表明,使用该方法使定位精度提高了一个数量级,基本满足MIMU在高动态、高过载条件下的精度要求。 展开更多
关键词 微惯性测量单元(MIMU) 微机电系统(MEMS) 误差分析 整体标定 误差补偿
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基于椭球拟合的微惯性测量组合现场快速标定方法 被引量：10
15
作者 范玉宝 李杰 +2 位作者 张晓明 田晓春 刘俊 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1547-1550,共4页
在静态随意放置条件下,微惯性测量组合中三个轴向正交配置的惯性器件所敏感矢量和为固定矢量。依据上述客观事实,提出了一种微惯性测量组合现场快速标定方法。在建立并优化微惯性测量组合标定模型基础上,通过基于椭球约束的最小二乘法... 在静态随意放置条件下,微惯性测量组合中三个轴向正交配置的惯性器件所敏感矢量和为固定矢量。依据上述客观事实,提出了一种微惯性测量组合现场快速标定方法。在建立并优化微惯性测量组合标定模型基础上,通过基于椭球约束的最小二乘法拟合得到全部待标定参数,从而实现微惯性测量组合现场高精度标定,最后合理编排了微惯性测量组合现场快速标定方案。试验结果表明,该方法具有操作方便、省时、精度高,不依赖精密仪器提供方向基准和水平基准等特点,特别适用于短时间高精度微惯性测量系统,可显著提高其的实际使用精度。 展开更多
关键词 惯性测量组合 现场标定 椭球拟合 零偏 标度因数
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基于单片机的GPS/MEMS陀螺仪航向角实时测量系统 被引量：17
16
作者 蒋窍 李杰 +1 位作者 刘俊 杜英 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期919-922,共4页
针对陀螺仪测量误差随时间累积,GPS在动态环境中可靠性差等问题,提出并设计了一种基于单片机的GPS/MEMS陀螺仪航向角实时测量系统。该系统以C8051F021单片机为核心处理器,GPS与MEMS陀螺仪相组合,将GPS接收机中IPPS脉冲信号作为同步标签... 针对陀螺仪测量误差随时间累积,GPS在动态环境中可靠性差等问题,提出并设计了一种基于单片机的GPS/MEMS陀螺仪航向角实时测量系统。该系统以C8051F021单片机为核心处理器,GPS与MEMS陀螺仪相组合,将GPS接收机中IPPS脉冲信号作为同步标签,实现GPS对陀螺仪航向角解算的实时修正,从而获得高精度和高可靠性的航向角信息。试验结果表明该系统可以正确、可靠地完成对运动载体航向角信息的实时测量,航向角实际应用误差控制在±1°以内,具有较高的实际应用价值和广阔的研究前景。 展开更多
关键词 MEMS陀螺仪 GPS 航向角 坐标系统一
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微小型航姿测量系统设计及误差补偿 被引量：18
17
作者 徐烨烽 仇海涛 何孟珂 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2221-2227,共7页
航姿测量系统在通用航空、无人机、智能机器人等领域有着广泛的应用。设计了一种基于MEMS(micro electronic mechanical system)陀螺、加速度计、磁场计的微小型航姿测量系统,利用磁场强度和加速度计信息作为观测量,提出了基于Kalman滤... 航姿测量系统在通用航空、无人机、智能机器人等领域有着广泛的应用。设计了一种基于MEMS(micro electronic mechanical system)陀螺、加速度计、磁场计的微小型航姿测量系统,利用磁场强度和加速度计信息作为观测量,提出了基于Kalman滤波器及专家系统的航姿估计算法,该算法可根据加速度及磁场信息调整滤波器的量测噪声矩阵,使系统同时满足静态及动态的使用要求。分析了影响航姿精度的主要误差及相应的误差补偿方法,包括器件零偏、刻度系数误差、温度漂移及磁场干扰等。将系统输出与高精度惯导系统对比,该系统在静态下的姿态测量精度优于0.2°,动态条件下优于0.6°,满足设计要求。 展开更多
关键词 航姿测量系统 微机电系统 KALMAN滤波器 专家系统 误差补偿
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微型半球陀螺仪的误差源研究 被引量：14
18
作者 倪受东 吴洪涛 +1 位作者 嵇海平 朱剑英 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2007年第1期30-32,共3页
讨论了微型半球陀螺仪特有的一些误差源,主要有感测电路上的量测误差、电极与薄壳间电容的非线性效应误差、温度变化所引发的热漂移、线加速度所引发的误差以及非对称结构和非对称阻尼误差等。对上述误差源的认识是微结构制造和电路设... 讨论了微型半球陀螺仪特有的一些误差源,主要有感测电路上的量测误差、电极与薄壳间电容的非线性效应误差、温度变化所引发的热漂移、线加速度所引发的误差以及非对称结构和非对称阻尼误差等。对上述误差源的认识是微结构制造和电路设计的基础。 展开更多
关键词 微型半球陀螺仪 量测误差 非线性效应 热漂移 结构误差
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机动加速度辅助的航姿系统扩展卡尔曼滤波 被引量：15
19
作者 郭鹏飞 任章 +1 位作者 邱海韬 杨云春 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期625-628,637,共5页
低精度航姿系统一般采用基于重力场和地磁场矢量观测的6态扩展卡尔曼滤波,载体长时间机动时,模型存在较大误差,无法保持稳定的姿态精度。将载体机动加速度描述为当前统计模型,提出了一种机动加速度辅助的9态扩展卡尔曼滤波,其状态变量... 低精度航姿系统一般采用基于重力场和地磁场矢量观测的6态扩展卡尔曼滤波,载体长时间机动时,模型存在较大误差,无法保持稳定的姿态精度。将载体机动加速度描述为当前统计模型,提出了一种机动加速度辅助的9态扩展卡尔曼滤波,其状态变量包括三个姿态角误差、三轴陀螺零偏误差和三轴载体加速度误差,观测量为三轴加速度误差和三轴地磁场误差。实验表明,将航姿系统固定在转台上产生0.6 g的向心加速度时,9态扩展卡尔曼滤波在对机动加速度进行稳定估计的同时,姿态精度保持在1度以内。 展开更多
关键词 机动加速度 扩展卡尔曼滤波 当前统计模型 重力场 地磁场
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MEMS器件捷联惯导系统旋转调制技术 被引量：9
20
作者 王学运 吕妍红 +1 位作者 王玮 王蕾 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期494-498,共5页
使用微机电(MEMS)惯性器件利于捷联惯导系统的低成本和小型化,但MEMS器件误差较大.为提高系统精度,引入了一种全自主误差补偿方法——旋转调制.说明了旋转调制对常值误差的抑制作用和对导航精度的改善效果,并在旋转轴数目、旋转方向、... 使用微机电(MEMS)惯性器件利于捷联惯导系统的低成本和小型化,但MEMS器件误差较大.为提高系统精度,引入了一种全自主误差补偿方法——旋转调制.说明了旋转调制对常值误差的抑制作用和对导航精度的改善效果,并在旋转轴数目、旋转方向、旋转连续性和旋转速度等方面比较了不同旋转调制方案.根据MEMS器件的误差特性,选择了一种适合MEMS器件捷联惯导系统的旋转调制方案并自主研发了原理样机.静态和车载实验表明:旋转调制可以明显抑制MEMS器件常值误差对导航精度的影响,200 s内俯仰和横滚姿态精度提高了5倍,速度和位置精度提高了近10倍. 展开更多
关键词 旋转调制 微机电器件 捷联惯导系统 惯性测量单元 误差自补偿
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