大失准角下MIMU空中快速对准技术 被引量：20

1

作者 曹娟娟 房建成 盛蔚 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1395-1400,共6页

为了提高微小型无人机空中的反应速度和作业精度,提出将基于模型误差预测的扩展卡尔曼滤波(MEP-EKF)方法应用在大失准角下微惯性测量单元(MIMU)的空中对准中,通过不同机动飞行策略的仿真结果,证实MEP-EKF算法不仅能够实时估计出系统的... 为了提高微小型无人机空中的反应速度和作业精度,提出将基于模型误差预测的扩展卡尔曼滤波(MEP-EKF)方法应用在大失准角下微惯性测量单元(MIMU)的空中对准中,通过不同机动飞行策略的仿真结果,证实MEP-EKF算法不仅能够实时估计出系统的模型误差,而且将其与扩展卡尔曼滤波(EKF)和Unscented卡尔曼滤波(UKF)方法进行了仿真比较,结果表明MEP-EKF算法在方位误差角的估计上,取得了比EKF和UKF精度高的仿真结果,使得方位失准角由30°快速下降到1°左右,而且MEP-EKF所需时间仅是UKF的17%。 展开更多

关键词 捷联惯性导航系统 空中对准 预测滤波 EKF UKF mimu GPS

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数字罗盘辅助实现MIMU静基座初始对准 被引量：5

2

作者 马建军 郑志强 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期2260-2263,共4页

针对低成本MIMU中MEMS陀螺精度低,不能独立完成初始方位对准的问题,提出了基于数字罗盘辅助实现MIMU粗对准,再利用UKF方法实现精对准的低成本MIMU初始对准方法。介绍了数字罗盘的基本原理、分析了航向误差的产生原因,给出了基于最小二... 针对低成本MIMU中MEMS陀螺精度低,不能独立完成初始方位对准的问题,提出了基于数字罗盘辅助实现MIMU粗对准,再利用UKF方法实现精对准的低成本MIMU初始对准方法。介绍了数字罗盘的基本原理、分析了航向误差的产生原因,给出了基于最小二乘法的误差补偿方案;设计了基于数字罗盘辅助MIMU的粗对准和基于UKF的非线性精对准方案,分析了粗对准精度,建立了包含航向角误差的非线性对准模型;MIMU初始对准仿真结果表明该方法具有满意的对准性能。 展开更多

关键词 数字罗盘 mimu 初始对准 UKF

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一种低成本的MIMU/GPS组合导航系统快速对准方法 被引量：2

3

作者 高运广 王仕成 +1 位作者 刘志国 杨东方 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期688-691,共4页

低成本的MIMU元件在组合导航领域取得了广泛应用,但其精度较低,无法实现自主初始对准。针对此问题,研究并提出了一种基于GPS辅助的MIMU/GPS组合导航系统对准方法。方法的基本思想是通过同一位移矢量在载体和导航两种坐标系下的不同表现... 低成本的MIMU元件在组合导航领域取得了广泛应用,但其精度较低,无法实现自主初始对准。针对此问题,研究并提出了一种基于GPS辅助的MIMU/GPS组合导航系统对准方法。方法的基本思想是通过同一位移矢量在载体和导航两种坐标系下的不同表现形式来找出两种坐标系之间的关系,进而实现系统的初始对准。方法先用GPS对某一短距离位移进行精确定位,再用其定位结果反推MIMU捷联解算中的初始对准角。为了加强对非线性方程组的求解能力,在求解过程中引入了遗传算法,并选取了六组不同失准角状态下的数据进行了验证。计算结果表明,该方法具有较高的对准精度和较快的对准速度,因此是有效可行的,同时该方法的实现不借助于任何外部对准信息,由此节省了应用成本。 展开更多

关键词 组合导航 初始对准 微惯性测量单元 遗传算法

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弹道修正引信滚转角未知条件下MIMU快速初始对准方法 被引量：4

4

作者 金磊 胡宝远 +2 位作者 申强 王晗瑜 邓子龙 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期530-535,共6页

针对基于双旋结构的二维弹道修正引信及所配用弹药发射后修正引信滚转角不确定的问题,提出采用BP神经网络快速确定修正引信滚转角范围进行粗对准,进而利用卫星导航信息辅助惯性导航系统进行快速初始对准的方法.该方法利用修正引信滚转... 针对基于双旋结构的二维弹道修正引信及所配用弹药发射后修正引信滚转角不确定的问题,提出采用BP神经网络快速确定修正引信滚转角范围进行粗对准,进而利用卫星导航信息辅助惯性导航系统进行快速初始对准的方法.该方法利用修正引信滚转角误差与惯性导航解算速度误差之间的关系建立神经网络模型,并通过仿真生成不同工况的弹道数据对神经网络进行训练.针对某旋转弹弹道进行仿真,结果表明,使用中等精度微惯性测量组合,粗对准过程中修正引信滚转角误差估计值小于20°,精对准过程中姿态误差角在弹丸发射后40 s内收敛到0.4°以内. 展开更多

关键词 二维弹道修正弹药 修正引信滚转角 BP神经网络 初始对准 微惯性测量组合

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大方位失准角MIMU空中对准建模及半物理仿真 被引量：1

5

作者 曹娟娟 房建成 盛蔚 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期63-66,共4页

由于快速性的要求,微小型无人机不经过地面精确初始对准就升空作业,因此MIMU(Micro Inertial Measurement Unit)空中对准在大失准角下进行.为了提高微小型无人机空中的反应速度和作业精度,把非线性误差部分作为状态变量,建立MIMU在大方... 由于快速性的要求,微小型无人机不经过地面精确初始对准就升空作业,因此MIMU(Micro Inertial Measurement Unit)空中对准在大失准角下进行.为了提高微小型无人机空中的反应速度和作业精度,把非线性误差部分作为状态变量,建立MIMU在大方位失准角下无需小角度近似的空中对准的线性模型,同时为解决噪声不确定导致滤波器发散的问题,提出将AKF(Adaptive Kalman Filter)应用在GPS(Global Positioning System)辅助MIMU的空中对准中,半物理仿真结果证实其取得了比基于非线性误差模型的EKF(Extended Kalman Filter)精度高且速度快的结果,不仅使MIMU的方位失准角由60°快速下降到2°左右,且所需时间仅为EKF的67%. 展开更多

关键词 微惯性测量单元 全球定位系统 空中对准 自适应卡尔曼滤波

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MIMU/GPS组合导航模糊自适应卡尔曼滤波研究 被引量：6

6

作者 张少军 王宏力 蔡宗平 《电光与控制》 北大核心 2008年第8期84-86,96,共4页

针对组合导航初始对准中存在模型误差时常规卡尔曼滤波容易发散的问题,提出了一种模糊自适应卡尔曼滤波算法。该算法采用模糊控制规则,根据新息的方差和均值变化自适应调整量测噪声权值矩阵。此算法运用于MIMU/GPS组合导航初始对准中,... 针对组合导航初始对准中存在模型误差时常规卡尔曼滤波容易发散的问题,提出了一种模糊自适应卡尔曼滤波算法。该算法采用模糊控制规则,根据新息的方差和均值变化自适应调整量测噪声权值矩阵。此算法运用于MIMU/GPS组合导航初始对准中,获得了较高的导航精度。仿真结果表明,该算法能够有效防止滤波发散,减少模型误差对滤波结果的影响,提高了滤波精度,实现了参数的在线调整。 展开更多

关键词 模糊自适应卡尔曼滤波 组合导航 初始对准 mimu/GPS

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基于变分贝叶斯的容积H_(∞)滤波在无人船载低成本MIMU对准的应用 被引量：1

7

作者 常兴国 吴峻 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第11期4552-4559,共8页

无人船在恶劣海况下对其船载低成本微机械惯性测量单元(micro inertial measurement unit,MIMU)进行初始对准,其精度不仅会受到海浪摇摆、浪涌等未知复杂干扰的影响,还会受传感器噪声的影响。针对这一问题,提出基于变分贝叶斯的H_(∞)... 无人船在恶劣海况下对其船载低成本微机械惯性测量单元(micro inertial measurement unit,MIMU)进行初始对准,其精度不仅会受到海浪摇摆、浪涌等未知复杂干扰的影响,还会受传感器噪声的影响。针对这一问题,提出基于变分贝叶斯的H_(∞)滤波算法(variational Bayesian cubature H_(∞)filter,VBCH),从而实现在系统噪声或状态方程不确定且系统噪声和量测噪声同时具有“时变”“厚尾”特性情况下的自适应鲁棒滤波。仿真实验表明,随着MIMU噪声的增大以及各项误差系数的不稳定性增强,系统噪声和状态方程逐渐变得不确定,基于卡尔曼滤波的自适应算法逐渐失效,而本文提出基于H_(∞)控制理论VBCH算法则能够继续保持一定的对准精度和算法鲁棒性:对无人船载低精度MIMU的天向对准精度达到1.5°,东向、北向对准精度能达到0.1°。满足无人船大失准角初始对准的要求,具有一定的应用价值。 展开更多

关键词 无人船对准 抗干扰对准 低成本mimu对准 VBCH算法 自适应鲁棒滤波

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基于级联卡尔曼滤波的动基座MIMU初始对准方法 被引量：1

8

作者 侯梦婷 王雪梅 +2 位作者 单斌 许哲 李灿 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2023年第11期113-119,共7页

为了实现低成本微惯性测量单元(MIMU)的自对准功能、提高自对准精度,提出了一种基于级联卡尔曼滤波(KCF)的动基座GPS单天线辅助MIMU自对准方法。首先,对GPS单天线测得的速度矢量随机误差进行了总平均经验模态分解(MEEMD),信号重构后使... 为了实现低成本微惯性测量单元(MIMU)的自对准功能、提高自对准精度,提出了一种基于级联卡尔曼滤波(KCF)的动基座GPS单天线辅助MIMU自对准方法。首先,对GPS单天线测得的速度矢量随机误差进行了总平均经验模态分解(MEEMD),信号重构后使用卡尔曼滤波对其降噪解算得到航向角测量;其次,以基座姿态角和陀螺常值漂移为状态量建立了系统的状态方程,并融合加速度计和GPS单天线测量信息,建立了系统的观测方程;然后,使用自适应无迹卡尔曼滤波进行信息融合,实现了基座姿态角的最优估计。经仿真验证对比,所提算法有效提高了自对准精度。仿真结果验证了所提算法在GPS单天线辅助MIMU自对准中的优越性。 展开更多

关键词 微惯性测量单元 初始对准 总平均经验模态分解 自适应级联卡尔曼滤波

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序贯抗差估计的MIMU/GPS/磁力计组合导航系统对准算法

9

作者 王世达 王坚 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2018年第9期1018-1022,共5页

针对低成本微型惯性测量单元(MIMU)、GPS和磁力计构成的组合导航系统初始对准易受到传感器观测粗差影响的问题,提出了一种序贯抗差Kalman滤波算法来提高组合导航系统初始对准的精度,以新息向量的Mahalanobis距离平方作为粗差判断的指标... 针对低成本微型惯性测量单元(MIMU)、GPS和磁力计构成的组合导航系统初始对准易受到传感器观测粗差影响的问题,提出了一种序贯抗差Kalman滤波算法来提高组合导航系统初始对准的精度,以新息向量的Mahalanobis距离平方作为粗差判断的指标参数,结合给定的显著性水平和上分位点对观测粗差进行探测,通过修正新息协方差矩阵构造了抗差Kalman滤波算法,再采用序贯更新策略得到序贯抗差Kalman滤波算法。对标准Kalman滤波算法、抗差Kalman滤波算法和序贯抗差Kalman滤波算法进行了仿真试验对比,结果表明,序贯抗差Kalman滤波算法可以有效地抑制观测粗差对初始对准的影响,具有良好的稳定性。 展开更多

关键词 组合导航系统初始对准 mimu GPS 磁力计 序贯更新 抗差Kalman滤波

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对中杆微型惯性测量单元的高精度方位初始对准方法 被引量：4

10

作者 严恭敏 柯欢欢 高小鹏 《导航定位学报》 CSCD 2020年第1期15-19,共5页

针对在微型惯性测量单元(MIMU)辅助实时动态差分(RTK)对中杆倾斜测量中,倾斜误差补偿效果严重依赖于MIMU惯导的方位初始化精度的问题,提出求解初始方位角的3点法,即在保持对中杆下尖不动的情况下,将对中杆在3个方向上倾斜一定的角度,建... 针对在微型惯性测量单元(MIMU)辅助实时动态差分(RTK)对中杆倾斜测量中,倾斜误差补偿效果严重依赖于MIMU惯导的方位初始化精度的问题,提出求解初始方位角的3点法,即在保持对中杆下尖不动的情况下,将对中杆在3个方向上倾斜一定的角度,建立反映方位失准角的量测方程,通过迭代方法进行求解;然后对3点法进行简化,得到更为简洁的2点法。实验结果表明,经过该方法的MIMU惯导方位初始化后,在对中杆倾斜40°的范围内RTK测量精度优于1.25cm。 展开更多

关键词 对中杆 实时动态差分 微型惯性测量单元 方位对准 倾斜误差补偿

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偏振光传感器与微惯性器件组合导航技术(英文)

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作者 李磊磊 刘凯 +2 位作者 陈家斌 刘慧亚 杨黎明 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期219-223,共5页

微惯性系统由于成本低,可靠性高,尺寸小等等优点成为目前研究的热点。但是微惯性系统不能提供正确的航向角,所以无法单独完成初始对准。而仿生偏振光传感器通过计算可得到航向角,并且偏振光传感器的误差不发散可以抑制微惯性器件的误差... 微惯性系统由于成本低,可靠性高,尺寸小等等优点成为目前研究的热点。但是微惯性系统不能提供正确的航向角,所以无法单独完成初始对准。而仿生偏振光传感器通过计算可得到航向角,并且偏振光传感器的误差不发散可以抑制微惯性器件的误差发散,所以把偏振光传感器和微惯性系统进行组合有很多优点。实验结果验证了偏振光导航传感器的数据是不发散的,并根据偏振光导航传感器提供的航向角完成了初始对准。在导航状态中,里程计用来提供水平速度,并通过卡尔曼滤波将偏振光导航传感器、微惯性系统和里程计组合。最后,通过实验验证了该组合导航系统的可行性。 展开更多

关键词 偏振光导航 微惯性系统 卡尔曼滤波 初始对准 里程计

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