1 火箭军工程大学 导弹工程学院，陕西 西安 710025
2 空军研究院，北京 100085
星敏感器安装误差是制约SINS/CNS导航精度的主要因素之一，有必要在使用前对其进行标定，特别是小视场星敏感器无法根据单幅星图得到姿态信息。文中提出了一种SINS/CNS组合导航系统的快速高精度标定方法，利用惯导输出的姿态、速度以及星敏感器测量的矢量信息构造量测，建立卡尔曼滤波模型，实现安装误差和惯性器件常值误差的地面标定。通过全局可观测性分析，详细给出了系统在不同的姿态和观测星点的情况下的可观测性并进行了验证。仿真结果证明：至少需要进行两个轴向的转动、三次观星且需避免将星点位于星敏测量原点，才能高精度估计出星敏感器三轴安装误差，而对于大视场星敏感器来说部分惯组姿态不利于提高系统可观测度，该方法对姿态和星敏感器安装误差的估计精度均在0.5″内，陀螺和加速度计的常值误差分别小于0.000 7 (°)/h和
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，无需精密的外部设备和人工参考即可实现高精度标定，对SINS/CNS组合导航系统的观星方案设计有一定意义。
红外与激光工程
2022, 51(6): 20210641
1 火箭军工程大学兵器发射理论与技术国家重点学科实验室, 西安 710025
2 火箭军研究院, 北京 100085
针对传统车载捷联惯导初始对准方法中存在方位陀螺误差可观测性差、对准精度不高的问题, 研究了基于谱条件数可观测度分析的多位置对准方法。建立捷联惯导静基座对准误差模型, 利用基于谱条件数法的分段线性定常系统理论分析了单位置、最优二位置和双轴转动三位置对准的可观测度, 对比研究了惯性器件估计误差和对准精度, 探讨了最优二位置对准时间分配问题, 得到在相同对准时间内最优二位置对准精度更高、三位置对准可提高后续导航中方位陀螺常值漂移估计精度的结论, 并通过仿真结果验证了理论分析的正确性。
捷联惯导系统 多位置对准 可观测性分析 陀螺漂移 strap-down interial navigation system multi-position alignment observability analysis gyro drift
1 火箭军工程大学, 西安 710025
2 中国人民解放军96902部队, 北京 100015
针对不可交换性误差一般采用多子样旋转矢量法对其进行补偿，但传统多子样旋转矢量法在大半锥角或者其他更为复杂的角运动条件下,性能会有所退化，新出现的多子样四元数算法和方向余弦算法没有显式地考虑不可交换性误差，直接求解姿态微分方程。为了综合比较这些算法的性能，在圆锥运动和大角度机动条件下对其进行仿真分析，采用理想和非理想采样两种数据条件，同时变换不同的采样频率，并比较了算法的计算负担。结果表明，在理想条件下，新算法的周期性误差小于旋转矢量法,且子样数的增加使新算法精度明显提高；对比理想与非理想采样两种情况，算法精度相差4~5个数量级。3种算法各有优缺点，需要对惯性器件数据进行充分补偿才能完全发挥算法的精度潜力。
捷联惯导 姿态更新算法 圆锥运动 大角度机动 量化误差 strapdown inertial navigation attitude updating algorithm conical motion large angle dsneuver quantization error
火箭军工程大学 兵器发射理论与技术国家重点学科实验室, 西安 710025
针对传统倾角补偿过程中存在的线性漂移问题, 采用Ⅰ-Ⅱ观测位置和Ⅱ-Ⅰ观测位置倾角修正的平均值进行倾角补偿; 为减小转台转位误差对天顶摄影仪旋转轴倾斜分量的影响, 推导了转位不对称性误差对倾斜补偿的影响; 分析了测站点天文坐标误差对倾角仪状态参数标定的影响.结果表明: 采用改进后的倾角补偿方式可将经纬度误差从0.337″、0.381″提高到0.265″、0.216″; 转台转位不对称性误差控制在1′以内, 可使转位不对称误差对摄影仪旋转轴倾角补偿的影响控制在0.002″以内; 当测站点的天文坐标误差与仪器自身定位精度相当时, 测站点天文坐标误差对旋转轴的倾角补偿的影响较小, 即对天文经度影响在0.007″内, 对天文纬度影响在0.008″内.本文研究对倾角仪参数标定与天顶摄影仪定位的同时测定具有一定帮助.
天文定位 数字天顶仪 双轴倾角仪 倾斜误差 倾角补偿 测站准确度 Celestial position Digital zenith camera Inclinometer Tilt error Tilt compensation Precision of station
数字天顶仪是一种通过拍摄星图进行定位的天文仪器, 在采用数字天顶仪拍摄星图时, 由于云层等外部因素会导致拍摄的星图存在星点缺失, 直接影响到仪器的定位精度。为了提高仪器的实用性和对环境的适应性, 本文推导了恒星像点轨迹, 并提出了一种基于恒星像点轨迹的星图填补方法, 该方法构建了缺失星图与相邻两幅星图之间的像点填补模型。实验数据表明, 采用该方法能够对星图进行较好地填补, 通过填补后的星图解算的定位误差在0.01″以内, 使定位精度基本保持了不变。
像点轨迹 星图 填补模型 image point trajectory missing star image filling model
1 火箭军工程大学，西安 710025
2 中国人民解放军96819部队，北京 100015
视觉里程计技术是一种仅利用场景图像信息完成运动参数解算的导航方式，在智能车辆自主定位定向方面具有良好的发展前景。总结了车载视觉里程计系统的主要优势和技术特点，介绍了其一般架构和应用系统；分析了视觉里程计系统的相机标定、特征提取匹配和运动参数估计等关键技术的发展现状;总结了高精度视觉里程计系统和高速视觉里程计系统的实现方案;详细描述了其中涉及的主要算法，为视觉里程计研究提供了参考。
视觉导航 特征提取 高精度 高速 里程计 visual navigation feature extraction high-precision high-speed odometer
第二炮兵工程大学兵器发射理论与技术国家重点学科实验室, 西安 710025
外界扰动是通过摆式陀螺寻北仪的悬带从基座传递到陀螺房,为了分析悬带对外力矩的传递规律,从摆式陀螺寻北仪结构出发,由拉格朗日方程建立悬带摆角模型,在瞬时冲击力、常外值力和简谐外力作用到基座时分别解算悬带摆角模型,在小角度时由悬带摆角反映陀螺房所受外力矩.通过实验验证,在一定条件下,悬带摆角频率近似单摆频率;在瞬时冲击力和常值力的作用下,悬带摆角从受力时刻开始简谐振动,摆幅由外力决定;在简谐外力作用下,悬带摆角为单摆频率与外力频率两者振动的线性叠加,当简谐外力频率与单摆的固有频率相近时,将发生共振.
陀螺寻北 力学传递 悬带摆角 运动分析 gyroscope north-seeking mechanical transfer swing angle of suspension tape movement analysis
