一种基于可观测度分析的SINS/GPS自适应-反馈校正滤波新方法

 针对机载捷联惯导系统(SINS)/全球定位系统（GPS）组合导航系统不完全可观测导致滤波器精度下降甚至发散的问题,提出了一种基于系统状态可观测度分析的自适应反馈校正滤波新方法。该滤波方法改进了系统可观测度的归一化处理方法,将归一化处理后的系统状态可观测度作为反馈因子,对SINS系统进行自适应反馈校正。最后,将该方法应用于机载合成孔径雷达(SAR)运动补偿用SINS/GPS组合导航系统中,飞行试验结果表明该方法在系统不完全可观测的情况下有效地提高了导航精度。     

差分卫星导航系统定位精度飞行测试方法

针对机载差分卫星导航系统的定位误差特性,提出一种考核机载差分卫星导航系统定位精度的飞行测试方法。在事后数据处理过程中,由于两部卫星接收天线之间安装位置不同而导致的杆臂效应会使最终结果产生较大的计算误差,故提出了一种基于消除杆臂的数据处理方法。通过以上飞行测试方法和数据处理方法可以有效地评估机载差分卫星导航系统的定位精度。     

陆基区域导航系统完好性和连续性分析

基于性能的导航(PBN)运行对航空器机载导航系统的性能提出了一系列的要求,例如精度、完好性、连续性和可用性等要求.从PBN技术的包容完好性和连续性要求出发,提出了基于陆基导航的区域导航系统的符合性分析方法与步骤,并结合故障图表,分别对单系统和双系统配置下系统的完好性和连续性进行了详细的计算,设计了能够满足所需导航性能RNP 1.0要求的区域导航系统配置结构.     

一种常规机动下机载SINS/GPS组合导航系统的可观测性分析

为保证机载捷联惯组的导航精度能够达到要求,需要对惯组定期进行返厂标定,成本高、周期长,也影响载机的使用效率,故而机载惯组在线标校技术的研究一直在不断进行中。对大中型运输机的机载惯组而言,由于其机体较大、机动能力较差,很难完成诸如S机动等复杂的机动动作,故而需要对其常规飞行机动状态下机载SINS/GPS组合导航系统的可观测性进行分析。利用GPS提供的速度和位置信息作为外部观测量来设计Kalman滤波器,采用基于分段线性定常系统(PWCS)的奇异值分解法(SVD),对飞机静止、起降、匀速飞行、匀加减速飞行、转弯等一系列常规机动条件下系统的可观测性和可观测度进行研究。通过Matlab仿真和转台实验,验证了组合导航系统可观测性分析结论的有效性,可为机载惯组的在线标校提供一定参考。     

机载导航技术的发展现状与趋势分析

针对飞机作战能力提升需求,分析了机载导航系统面临的机遇与挑战,通过分析我国机载导航技术现状,定位我国机载导航技术与国际先进水平的差距,并就未来机载导航技术的发展趋势进行了展望与讨论。     

一种基于北斗的航空搜救机载指挥系统设计

针对飞行人员海上航空搜救应用特点,本文提出一种基于北斗的机载指挥系统设计方案,分析了北斗卫星导航系统在搜救系统机载平台应用的作用与功能需求;设计了系统功能优先级,将服务权限划分为六级,合理解决了北斗RDSS服务频度限制与应用需求的矛盾;设计了三级搜救装备体制,明确了搜救指挥层级中的角色定位;设计了指挥操作流程方案,在此基础上完成了功能单元划分,建立软件功能框架,为北斗卫星导航系统在航空搜救领域的应用提供技术依据。     

北斗卫星通信导航信号激励器的方案设计和应用

根据北斗卫星系统工作原理,提出了北斗卫星通信导航信号激励器的方案设计和在直升机型号设计中的应用。该激励器具有模拟北斗卫星通信导航信号的功能,其作用是在航电系统地面综合联试中,为机载北斗接收机和组合导航系统提供激励信号。     

基于DSP和多模ADF的广播电台导航定位系统设计

为了满足现代战争需要,考虑机载导航定位系统的现状,结合实际情况,提出了采用现有广播电台对飞机进行定位的一种构想,设计一套基于DSP和多模ADF的辅助导航系统,并详细阐述了系统的导航定位算法。     

基于气压高度辅助的机载自主完好性监测算法

卫星接收机自主完好性监测是指根据用户接收机的多余观测值监测用户定位结果的完好性,其目的是在导航过程中检测出发生故障的卫星,并保障导航定位精度。针对卫星接收机自主完好性监测算法可用性不足的问题,结合机载实际导航系统配置,提出了一种基于气压高度表辅助的机载自主完好性监测算法。综合利用卫星导航系统及气压高度表观测信息,建立联合系统的观测模型,推导了基于多解分离的完好性监测及保护级别计算方法。仿真结果表明,相比于传统的接收机自主完好性监测算法,该算法在可见星为5颗时仍能识别故障卫星。该算法具有更好的故障检测能力及可用性,能有效提高卫星导航系统的完好性监测性能,从而保证卫星导航系统的精度和可靠性。     

基于强跟踪滤波的GPS/INS组合导航系统对准技术研究

针对卡尔曼滤波鲁棒性较差的问题,研究了基于强跟踪滤波方法的GPS/INS对准。建立了GPS/INS组合导航系统对准的误差模型,对机载装备系统进行GPS/INS组合导航系统的对准仿真分析,验证该方案的可行性及强跟踪滤波器的性能。仿真结果表明,采用强跟踪滤波能够根据残差的变化求出渐消因子,能够在机动过程中有效跟踪系统状态量,从而提高对准精度和速度。采用强跟踪滤波的GPS/INS组合导航系统对准技术可以保证对准的快速性及对准精度,对工程应用具有重要的参考价值。     

美军机载导航设备及其发展

美军在确定其军事导航定位和机载设备基本要求的基础上,突出导航能力的全球性、高精度和可靠性,对不同作战用途的飞机配置了不同的导航系统。介绍美军战斗机、攻击机、轰炸机、预警和指挥飞机装备的主要导航设备,主要性能参数和战术技术指标,分析美军机载导航设备研究方向和发展趋势,对我军与美军在机载导航设备的差异进行比较并分析差距,提出发展建议。     

某型飞机导航系统惯导校正方式研究

从校正方式组成及原理入手,详细地介绍了某型飞机导航系统惯导几种校正方式的使用特点及相互交联关系。通过数学模型的建立,对几种校正方式的逻辑关系和转换关系进行了整理。本文的研究,为该型飞机导航系统校正方式控制率的改进研制,提供了相应的理论支持。     

Optimum Integration of Aircraft Navigation Systems

A current problem in aircraft navigation is determining how to effect alow cost navigation system consistent with required mission operationswhich will render a high degree of accuracy and reliability. One wayto achieve this is through optimum integration of equipment,subsystems, and computer mechanizations. Consistent with this approach,the overall objectives of this paper are to show the advantages of anoptimally integrated aircraft navigation system, and to illustrate howto effect a low cost navigation system with high accuracy performance.An integrated aircraft navigation system employing a Kalman optimumestimation filter is configured and analyzed in detail. The results ofthe analysis clearly indicate how to achieve high accuracy performanceusing low cost subsystems; namely, via optimum systems integration.     

高精度中远程导航系统发展述评

介绍和分析了以多普勒速度传感器(DVS)加航姿基准系统(AHRS)为基准的高精度中远程导航系统(DNS)的基本工作原理、所具有的成本低、精度高等优点,及其在国外各种飞行器上的广泛应用。并展望了以多普勒导航传感器加AHRS和其他设备组合为基准构成的组合导航系统的发展前景。     

Research on High-Precision Measurement Systems of Modern Aircraft

High-precision measurement systems of modern aircraft are studied in this paper. A measurement system with correction in the structure of inertial navigation system is introduced for highprecision aircraft. In the correction algorithms, a linear error model of the navigation system is usually used. With the aim of increasing the accuracy of the navigation system, we propose a nonlinear correction algorithm based on the state dependent coefficient representation of the nonlinear model.     

基于Starlink机会信号/INS的组合导航方法

针对全球卫星导航系统(GNSS)因频点单一、落地功率低、易受电磁干扰以及存在覆盖较差区域等潜在的被拒止或被干扰导致的导航系统性能降低甚至失效的问题,提出了一种基于星链(Starlink)机会信号融合惯性导航系统(INS)的飞行器动态组合导航方法。首先分析了星链信号体制,建立了基于星链星座卫星下行机会信号的瞬时多普勒定位观测模型,设计了一种基于频率细分的快速最大似然多普勒频率估计方法,然后建立了基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的Starlink机会信号/INS的组合导航模型,并对该导航方法进行了实验及分析。结果表明,该方法可为飞行器提供长航时、连续、高精度的导航。动态飞行情况下,该方法可实现平均优于25 m的三维定位精度和平均优于0.1 m/s的速度估计精度,比相同观测时间下的惯导精度提高了1～2个数量级,显著提高了飞行器的导航精度,可为战略导航提供方法和技术支撑。     

航模直升机微型组合导航与控制系统研究

以JR-260型航模直升机为研究对象,基于嵌入式Linux操作系统,开发一套微型组合导航与控制系统。系统硬件采用了组合导航系统MNAV100CA和嵌入式飞行控制计算机Stargate,集成了固态的加速度计、角速率传感器、磁航向计、大气机和GPS接收机,以及R/C接收机脉位调制（PPM）航模舵机接口。软件设计采用扩展的卡尔曼滤波和状态监视方法实现了导航系统设计,基于实时Linux线程机制编制了航模舵机的驱动程序,以802.11b无线网络实现空中飞参信号的实时下传,并在便携式地面站上实现了实时监控功能。     

图像导航技术的发展和应用

对图像导航的概念、特点做了详细的阐述.介绍了图像导航在机器人导航、导弹导航以及作为辅助导航系统的典型应用,并分析了图像导航在不同的应用领域中的特点、优点和局限性.文章对图像导航在微型飞行器导航中的应用也给出了较详细的分析.最后,对图像导航的前景和发展趋势做了预测.     

民用飞机导航性能实时评估与监视技术研究

民机能否在指定空域中安全有效地运行,很大程度上取决于机载导航系统的实际导航性能能否满足航路所需导航性能的要求。导航性能实时评估与监视是民航飞机实施所需导航性能运行的关键技术。结合民用飞机所需导航性能(RNP)航空运行的迫切需求,本文分别对飞行中实际导航性能的评估方法和导航性能监视技术进行了研究,为RNP系统导航性能监视的实现提供了理论基础和技术支持。     

Aviation electronics/avionics

International regulations prohibit aircraft from entering high-density airspace and heavily trafficked over-ocean airways without suitable avionics. The widespread use of GPS navigation and increasing complexity of passenger entertainment systems have become the latest electronics trends on large commercial aircraft. The cost of avionics plus software is approaching 50% of the total. New aircraft have multiple computers and millions of lines of software. The following sections present the most important avionics subsystems and highlight some differences between military and commercial aircraft