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RTS平滑算法对刮板输送机直线度控制精度的影响分析
1
作者 王凯 《煤矿机电》 2025年第4期54-58,63,共6页
为解决采煤机惯性导航定位出现累积误差导致刮板输送机调不直的问题,提出了一种高精度动态调直方案,即采用捷联惯导(SINS)和里程计(OD)组合导航采集姿态、位置等数据,通过RTS平滑算法处理,完成最优输出状态的反馈校正。经过理论计算、... 为解决采煤机惯性导航定位出现累积误差导致刮板输送机调不直的问题,提出了一种高精度动态调直方案,即采用捷联惯导(SINS)和里程计(OD)组合导航采集姿态、位置等数据,通过RTS平滑算法处理,完成最优输出状态的反馈校正。经过理论计算、模拟仿真以及长距离定位试验验证的方式,最终得出,RTS平滑算法后位置误差较不使用平滑算法有明显降低,定位精度有很大提升,同时长距离运行下,各个方向的定位精度仍提高45%以上,有很强的应用价值。 展开更多
关键词 捷联惯导(SINS) 里程计(OD) RTS平滑算法 直线度 调直
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基于毕卡迭代的捷联姿态更新精确数值解法 被引量：14
2
作者 严恭敏 翁浚 +1 位作者 杨小康 秦永元 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期1307-1313,共7页
针对捷联惯导在大角度机动等场合下姿态精确求解问题,论文根据四元数微分方程的毕卡级数解法,提出一种新的求解姿态更新的数值算法。新算法利用角增量建立角速度多项式拟合,再根据多项式四元数的乘法特点将其变换为多项式的卷积运算,求... 针对捷联惯导在大角度机动等场合下姿态精确求解问题,论文根据四元数微分方程的毕卡级数解法,提出一种新的求解姿态更新的数值算法。新算法利用角增量建立角速度多项式拟合,再根据多项式四元数的乘法特点将其变换为多项式的卷积运算,求得更新四元数的幂级数解。新算法在推导过程中未做任何近似和假设,不存在原理性误差。在大幅值圆锥运动和大角度机动环境下,新算法与传统算法进行了对比仿真试验,校验了新算法具有明显的精度优势。 展开更多
关键词 捷联姿态更新算法 毕卡级数 多项式拟合 仿真试验
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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
3
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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捷联惯导系统姿态算法比较 被引量：48
4
作者 孙丽 秦永元 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2006年第3期6-10,共5页
姿态算法是捷联惯导系统算法中的一个重要组成部分,解算姿态阵相当于建立起数学平台,其精度对捷联惯导系统的精度影响很大。该文就实际应用,对欧拉角法、方向余弦法、四元数算法、罗德利格参数法、优化旋转矢量算法及一种改进的递推旋... 姿态算法是捷联惯导系统算法中的一个重要组成部分,解算姿态阵相当于建立起数学平台,其精度对捷联惯导系统的精度影响很大。该文就实际应用,对欧拉角法、方向余弦法、四元数算法、罗德利格参数法、优化旋转矢量算法及一种改进的递推旋转矢量算法做了分析,并在典型圆锥运动输入下,对后五种算法进行了仿真,为姿态算法的研究提供了参考。 展开更多
关键词 捷联姿态算法 精度 圆锥运动 比较
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捷联惯性导航中一种算法的推证 被引量：9
5
作者 郭圣权 贾建芳 吴强 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2002年第2期24-27,共4页
捷联惯性导航系统中,常常用到解算四元数矩阵微分方程的问题。为此给出了解四元数矩阵微分方程的一个强有力的算式,并给出了详细的数学推导和证明。
关键词 惯性导航 捷联矩阵 四元数 台劳展开
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传递对准精度离线评估方法研究 被引量：5
6
作者 夏家和 秦永元 游金川 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2010年第2期215-218,共4页
针对基于平滑滤波算法的捷联惯导传递对准精度评估方法在整个过程中采用开环滤波方式可能影响评估精度的问题,该文给出了一种基于后向捷联算法和最优平滑算法的闭环精度评估方法。先按时间顺序进行卡尔曼滤波,在滤波结束时可获得较精确... 针对基于平滑滤波算法的捷联惯导传递对准精度评估方法在整个过程中采用开环滤波方式可能影响评估精度的问题,该文给出了一种基于后向捷联算法和最优平滑算法的闭环精度评估方法。先按时间顺序进行卡尔曼滤波,在滤波结束时可获得较精确的姿态估计值,再以此为姿态初始值用保存的惯组数据进行后向捷联惯导解算和闭环后向组合导航直到对准结束时刻。最后对后向组合过程中的数据进行平滑得到姿态参考值,从而对传递对准精度进行评估。仿真结果验证了方法的有效性,最终评估精度得到了一定程度的改善。 展开更多
关键词 卡尔曼滤波 固定区间平滑 传递对准 后向捷联算法
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旋转矢量航姿算法的一种新的表达式 被引量：29
7
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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捷联惯导系统姿态算法研究 被引量：16
8
作者 柴卫华 侯芸 《现代防御技术》 2001年第4期42-45,共4页
姿态算法是捷联惯导系统算法中的一个重要组成部分 ,研究了一种新的递推补偿方法并在BorlandC语言环境下进行了仿真 。
关键词 捷联惯导系统 姿态算法 捷联算法 四元数 等效旋转矢量
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捷联惯导系统姿态解算模块的实现 被引量：25
9
作者 杜海龙 张荣辉 +3 位作者 刘平 郑喜凤 贾宏光 马海涛 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1956-1962,共7页
提出了一种实现捷联惯性导航系统姿态解算模块的方法。基于DSP的硬件平台和四元数的数学平台,设计了捷联惯性导航系统的姿态解算模块。介绍了捷联惯性导航系统的工作原理和姿态解算的基本算法,并给出了四元数法的四阶龙格-库塔数值解法... 提出了一种实现捷联惯性导航系统姿态解算模块的方法。基于DSP的硬件平台和四元数的数学平台,设计了捷联惯性导航系统的姿态解算模块。介绍了捷联惯性导航系统的工作原理和姿态解算的基本算法,并给出了四元数法的四阶龙格-库塔数值解法。设计了姿态解算模块的硬件电路和软件实现程序。实验测试结果表明,在增量角<5°的情况下,用四阶龙格-库塔法进行姿态解算,误差<0.0053%;应用TMS320C6713B进行硬件电路设计,每次解算时间<36μs,能够满足捷联惯性导航系统对精度和速度的要求。 展开更多
关键词 捷联系统 惯性导航 姿态解算 四元数
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基于双捷联算法的POS误差在线标定方法 被引量：4
10
作者 刘占超 房建成 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1679-1687,共9页
为了提升位置和姿态测量系统(POS)的精度,结合POS工作过程中典型的匀速直线运动,提出了一种准实时的POS误差在线标定方法。首先设计了基于双捷联算法的在线标定方案,对系统误差方程进行简化处理,求出中时期导航条件下的系统误差状态转... 为了提升位置和姿态测量系统(POS)的精度,结合POS工作过程中典型的匀速直线运动,提出了一种准实时的POS误差在线标定方法。首先设计了基于双捷联算法的在线标定方案,对系统误差方程进行简化处理,求出中时期导航条件下的系统误差状态转移阵。然后根据POS的两段相邻匀速直线运动导航误差,对系统误差参数进行在线标定,并通过可观测性分析得出POS运动与系统误差在线标定效果之间的对应关系。车载试验和飞行试验结果表明,在POS正常遥感作业过程中,本文提出的在线标定方法能够有效提升系统精度。 展开更多
关键词 航空遥感 位置和姿态测量系统 在线标定 误差模型 可观测性 双捷联算法
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基于多项式迭代的等效旋转矢量微分方程精确数值算法 被引量：7
11
作者 严恭敏 李思锦 秦永元 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期708-712,共5页
提出了一种基于多项式迭代的求解等效旋转矢量微分方程(Bortz方程)的新算法,以角速度多项式作为输入,利用泰勒级数将Bortz方程中的余切函数展开成多项式形式,将不可交换误差补偿中的叉乘和求模运算变换为多项式的卷积运算,通过迭代求取... 提出了一种基于多项式迭代的求解等效旋转矢量微分方程(Bortz方程)的新算法,以角速度多项式作为输入,利用泰勒级数将Bortz方程中的余切函数展开成多项式形式,将不可交换误差补偿中的叉乘和求模运算变换为多项式的卷积运算,通过迭代求取等效旋转矢量的多项式精确解,有效地解决了捷联惯导系统在大角度机动环境下的姿态精确确定问题。此外,还对新算法的数值运算量和迭代收敛精度进行了分析。最后,进行了半锥角90°、频率1 Hz、时长1 s的大幅值圆锥运动姿态更新仿真实验,与传统圆锥优化算法的5''姿态误差相比,新算法的误差仅为10^(-7)'',具有明显的精度优势。 展开更多
关键词 捷联姿态更新算法 等效旋转矢量 迭代 圆锥运动
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捷联惯导中求解圆锥误差系数的通用算法 被引量：7
12
作者 严恭敏 杨小康 +1 位作者 翁浚 秦永元 《导航定位学报》 CSCD 2017年第3期1-4,23,共5页
在捷联惯导姿态更新算法中,针对传统的由等效旋转矢量微分方程求解多子样优化圆锥误差补偿系数的推导过程比较繁琐的问题,提出了一种新的计算任意子样数优化圆锥误差补偿系数的数值算法。在圆锥角运动条件下,新算法对角速度和角增量三... 在捷联惯导姿态更新算法中,针对传统的由等效旋转矢量微分方程求解多子样优化圆锥误差补偿系数的推导过程比较繁琐的问题,提出了一种新的计算任意子样数优化圆锥误差补偿系数的数值算法。在圆锥角运动条件下,新算法对角速度和角增量三角函数作泰勒级数展开,再根据圆锥误差积分和不同子样角增量叉乘计算过程中的多项式系数向量叉乘特点,将叉乘运算转化为多项式系数的卷积运算,新算法易于软件编程实现。最后,通过仿真计算给出了所有共计21种1~6子样优化圆锥误差补偿系数及相应的算法漂移。 展开更多
关键词 捷联姿态更新算法 优化圆锥误差补偿算法 等效旋转矢量 卷积运算 数值解
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捷联陀螺漂移误差模型辨识及其应用 被引量：6
13
作者 陈熙源 万德钧 程向红 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1997年第6期19-23,共5页
在对陀螺漂移数据建立时间序列模型的基础上，采用卡尔曼滤波算法对船用捷联陀螺漂移数据进行了处理，以提高陀螺静态漂移误差系数的估计精度，并把得到的陀螺漂移误差模型实时补偿到捷联系统中，得到了满意的效果．
关键词 陀螺漂移模型 补偿 捷联系统 误差
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一种求解等效旋转矢量高阶误差补偿系数的新方法 被引量：13
14
作者 严恭敏 李思锦 郭正东 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期347-352,396,共7页
在传统等效旋转矢量多子样算法中,仅考虑了二阶不可交换误差的补偿而忽略了高阶项的影响,算法精度有限。高阶误差补偿算法在一定程度上提高了等效旋转矢量的计算精度,但是其系数求解方法比较烦琐。针对以上问题,提出一种采用数值仿真方... 在传统等效旋转矢量多子样算法中,仅考虑了二阶不可交换误差的补偿而忽略了高阶项的影响,算法精度有限。高阶误差补偿算法在一定程度上提高了等效旋转矢量的计算精度,但是其系数求解方法比较烦琐。针对以上问题,提出一种采用数值仿真方法进行误差补偿算法系数的求解方法,将等效旋转矢量方程(Bortz方程)分解为互不相关的不同重数的角速度叉乘积的形式,随机仿真生成高阶误差期望值和一组角增量的叉乘积,建立量测方程组,通过角增量矩阵秩的计算化简消除叉乘积之间的相关性,最终求得所有误差补偿系数,所提方法具有操作简单和易于推广的突出优点。在大锥角圆锥运动和大角度机动环境下进行了对比仿真验证,与传统算法相比新的高阶算法的精度提高了2~3个数量级。 展开更多
关键词 捷联姿态算法 等效旋转矢量 高阶误差补偿系数 随机仿真
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基于非等间距采样输出的旋转矢量姿态算法 被引量：2
15
作者 葛文涛 林玉荣 +1 位作者 付振宪 邓正隆 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期880-885,共6页
基于实际系统中陀螺的输出为非等间隔的角增量信号,重点研究了采样时刻的变化对捷联姿态算法的影响,并推导出旋转矢量三子样算法和二子样算法的通用表达式及其误差方程。传统的Miller算法已被证明是本算法的特例。研究发现,算法误差与... 基于实际系统中陀螺的输出为非等间隔的角增量信号,重点研究了采样时刻的变化对捷联姿态算法的影响,并推导出旋转矢量三子样算法和二子样算法的通用表达式及其误差方程。传统的Miller算法已被证明是本算法的特例。研究发现,算法误差与由采样时刻构成的误差系数阵密切相关,Miller算法中的等间距采样使得该矩阵奇异,而改变采样间距可使其满秩,从而降低算法误差。然而对角增量输出的二子样算法而言,等间隔采样比非等间距采样具有更小的算法漂移。仿真及试验结果证明了本文的观点。 展开更多
关键词 捷联 姿态算法 圆锥误差 旋转矢量 非等间距采样
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一种新的捷联矩阵更新算法在无陀螺捷联惯导系统中的应用 被引量：18
16
作者 赵龙 史震 马澍田 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2000年第4期51-54,共4页
本文为改进无陀螺捷联惯导系统解算的实时性 ,引入一种姿态阵更新的算法 ,并和常用的四阶 -龙格库塔法进行仿真比较 ,其结果是在不影响其精度的情况下 ,新算法的计算量和计算机时都有明显的减少。
关键词 无陀螺捷联惯导系统 系统仿真 捷联矩阵更新算法
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捷联惯导系统快速最小二乘精对准方法 被引量：6
17
作者 付强文 秦永元 +1 位作者 张金红 李四海 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期278-282,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 初始对准 陀螺漂移 递推最小二乘算法 捷联式惯性导航系统
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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：5
18
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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捷联惯性导航系统的姿态算法优化设计 被引量：21
19
作者 刘巧光 杨海军 +2 位作者 郭美凤 滕云鹤 章燕申 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 1999年第2期2-6,共5页
在圆锥运动条件下，具有相同时间间隔的两个角增量的叉乘对圆锥补偿的贡献相等。本文根据这一特点，设计了一种捷联惯导系统姿态算法，在圆锥补偿获得相同精度的情况下，它的计算量较少。同时，利用此特点，推导出利用前一圆锥补偿周期... 在圆锥运动条件下，具有相同时间间隔的两个角增量的叉乘对圆锥补偿的贡献相等。本文根据这一特点，设计了一种捷联惯导系统姿态算法，在圆锥补偿获得相同精度的情况下，它的计算量较少。同时，利用此特点，推导出利用前一圆锥补偿周期的角增量进行圆锥补偿的算法，提高了补偿精度。本文给出了仿真实验结果。本文为研制激光陀螺捷联惯导系统提供了一种高精度算法。 展开更多
关键词 捷联惯性导航系统 姿态算法 圆锥补偿算法
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基于压电陀螺仪的小型惯性测量装置 被引量：1
20
作者 刘勇 李泽莉 蔡体菁 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第z3期120-121,共2页
该装置用压电陀螺和石英挠性加速度计来测量载体的角速度和加速度。用圆锥和划船补偿算法以及动态校准零位方法 ,来提高整个装置的精度和稳定性。该装置体积小、成本低、可靠性高 ,可广泛应用于民用和军事领域。
关键词 压电陀螺 惯性测量装置 捷联算法
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