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
以天璇Ⅲ无人机作为飞行平台,设计了无人机遥感载荷存储设备，针对在测量过程中存在磁力仪误差和载体磁干扰的问题，提出了基于粒子群优化的磁场测量误差补偿方法。以三轴磁力仪测得的数据作为系统输入，利用粒子群算法对磁干扰补偿模型进行参数求解，得到目标信号磁场数据后，以光泵磁力仪测量的地磁场作为真实标量值进行对比。实验结果表明，采用粒子群优化的磁场测量误差补偿方法具有较高的补偿精度和一定的工程应用价值。
无人机 数据储存 粒子群优化算法 捷联三轴磁力器 UAV data storage Particle Swarm Optimization (PSO) strap-down triaxial magnetometer
基于扩展卡尔曼滤波器, 提出一种捷联导引头刻度尺参数辨识方法。首先, 简化了在比例导引制导律作用下捷联导引头系统的非线性模型。之后, 根据该非线性模型, 推导扩展卡尔曼滤波方程组, 并在参数估计处利用泰勒展式将其线性化。最后, 在以上条件下对制导系统的稳定性进行理论分析与研究。通过数学仿真对该刻度尺参数辨识方法加以验证, 仿真结果表明: 应用该方法, 可以快速、准确的估计捷联导引头刻度尺参数, 并且有效提高了在稳定性方面制导系统对导引头刻度尺系数误差的容忍度, 使系统更具鲁棒性。
捷联导引头 扩展卡尔曼滤波 刻度尺系数 辨识 strap-down seeker extended Kalman filter scaling factor identification 红外与激光工程
2017, 46(4): 0417003
1 上海理工大学 机械工程学院，上海 200093
2 中国煤炭科工集团上海有限公司，上海 200030
提出一种采用光纤陀螺捷联寻北系统来获得全断面掘进机机头方位角的方法，有效避免激光导向系统因机内不通视和粉尘烟雾等因素影响测量精度的问题。获取陀螺仪输出的地球自转角速度水平分量以及机载倾角仪输出的俯仰角与滚动角，通过坐标旋转变换进行陀螺敏感轴倾斜误差补偿，并利用地球自转角速度在载体坐标系各轴的分量构造公式消除纬度值，采用四位置寻北法计算出掘进机机头方位角。将系统安装于全断面掘进机中进行实验，得到寻北精度为0.07°，满足隧道施工要求。
导航设备 全断面掘进机 光纤陀螺 捷联寻北系统 四位置算法 navigation equipment full face tunnel boring machine fiber optic gyroscope strap-down north-seeker four-position algorithm
1 西北工业大学自动化学院， 陕西 西安710072
2 中航工业西安飞行自动控制研究所， 陕西 西安 710065
在机抖激光陀螺(DRLG)捷联惯导系统(SINS)中，陀螺的抖动偏频会引起伪圆锥运动。分析了伪圆锥运动对捷联惯导系统旋转矢量计算的影响，并推导了其表达式。通过数值计算，分析了影响伪圆锥误差的因素，提出了机抖激光陀螺抖动频差的匹配原则，以实现伪圆锥误差最小化。基于该匹配原则，面向工程实际问题提出了一种机抖激光陀螺抖频调谐技术。仿真分析和实验结果表明，选用一种主体抖动轮并按需选配调节构件，该技术可满足系统对陀螺抖动频差的匹配要求，同时不会对陀螺整体外形尺寸和抗振性能造成任何影响。与传统方案相比，进一步提升了机抖激光陀螺，尤其是小型化机抖激光陀螺的工程化水平，降低了生产成本。
激光光学 机抖激光陀螺 捷联惯导系统 伪圆锥运动 抖频匹配 频率调谐 中国激光
2016, 43(10): 1001003
针对大型特种载体位姿测量系统结构复杂、可靠性差、成本高的问题，基于光纤陀螺（FOG）捷联惯导系统（SINS），采用卫星、天文2级组合导航，提出了实现载体导航信息精密测量的新方法，给出了组合导航系统的滤波结构、误差方程、数学模型。数据分析与精度评估的结果表明，采用小型化、高可靠性、低成本的FOG SINS的组合导航方法能够实现载体速度、位姿的精密测量。基于FOG SINS的载体位姿的精密测量方法是实现导航低成本、高性能的一种有效途径。
测量 光纤陀螺 捷联惯导系统 最优估计 光学学报
2016, 36(10): 1012001
国防科技大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
针对小型化激光陀螺捷联惯导系统(SINS), 建立了四种不同的温补模型, 分析和对比了包含高温、低温和变温三种不同温度模式下的温补效果。试验结果表明: 温度变化率是影响惯性器件误差的重要因素, 考虑温度和温变率模型的动态模型温补效果明显优于单纯考虑温度的静态模型。另外, 为了检验小型化SINS的稳定性以及温补模型与时间的关系, 5个月后再一次对其温度特性进行研究, 结果表明: SINS稳定性良好, 温补模型基本不受时间影响, 满足工程应用的需求。
捷联惯导系统 小型激光陀螺 温度补偿 稳定性研究 strap-down inertial navigation system miniaturized ring laser gyro temperature compensation stability study
为计算工程化的隔离度幅值指标，建立了引入末制导回路的隔离度寄生回路模型，得出了基于不同末制导剩余时间下的隔离度临界幅值。针对6种常用误差模型下隔离度正反馈幅值的影响，提出了一种引入制导回路的末制导剩余时间值的计算方法。将目标常值机动、初始速度矢量角误差、目标随机机动、目标角闪烁噪声、褪色噪声以及接收机噪声分为3类，得出了关于相对速度比、隔离度幅值与无量纲脱靶量的变化曲线，利用脱靶量取值时间、裕度限制、脱靶量变化趋势以及实际脱靶量等方法综合判断隔离度幅值指标，并根据该指标估算出在映射隔离度指标时，需要引入制导回路的末制导剩余时间值，为工程应用提供了参考。
全捷联导引头 隔离度 正反馈 幅值指标 strap-down seeker disturbance rejection rate positive feedback amplitude index 红外与激光工程
2015, 44(12): 3788
