捷联惯组批次性能评估的稳健方法与应用

针对目前惯组批次性能评估方法中存在易受异常样本影响和结果无法检验的问题,提出了两种基于中位数理论的高效率稳健评估方法,称为rp方法与稳健标准差方法。两种方法合理利用了评估过程中的稳健信息,有效地克服了异常样本的影响,并且在此基础上构建了一套完备的批次惯组评估模型,确保统计结果准确可靠。最后,文中给出了具体的工程应用实例和结果分析。     

基于Bootstrap方法的捷联惯组历次测试数据验前分布研究

针对捷联惯性测量组合（捷联惯组）历次测试数据小样本的特点，在总体分布参数形式未知的情况下，根据已有的先验信息，提出了通过Bootstrap重采样技术，获得捷联惯组历次测试数据总体参数的验前分布。结合当前样本信息，给出捷联惯组历次测试数据的验后分布。将统计推断建立在验后分布基础之上，可以减小小样本情况下的统计分析误差。     

冗余惯性导航系统信息一致性判断方法

针对冗余惯性导航信息识别问题,提出一种基于Siamese网络的导航信息一致性判断方法。采用一段时间内的惯导数据变化趋势,模拟人脑对数据信息一致性的判断。首先建立惯组测量模型,获得不同状态的惯组测量数据,导航解算等处理后得到一段时间内7类21维的数据信息构造样本对。然后通过设计Siamese网络结构,采用卷积神经网络提取样本对特征向量进行网络训练。最后进行实验仿真验证。结果表明,本文采用552对小样本数据进行训练的结果,在与训练样本存在差异的497对测试样本上达到了98.19%的准确度,说明网络具有一定的泛化能力。神经网络训练结果稳定,在测试集上的准确度高。为冗余惯性导航系统信息一致性判断提供了新思路。     

捷联惯组历次测试数据验前分布随机加权中心融合估计法

在小子样理论中,验前分布的获取与表示是一个关键问题。针对捷联惯性测量组合(捷联惯组)历次测试数据验前分布的获取问题,探讨了在异总体情况下,多种验前信息的融合问题。提出了通过随机加权中心融合法实现多种异源信息融合,以获取捷联惯组历次测试数据验前分布,从而减小了小样本情况下的统计分析误差。     

基于最大熵法的捷联惯组历次测试数据验前分布研究

研究在验前信息贫乏的情况下,使用异源验前信息确定捷联惯性测量组合(简称捷联惯组)历次测试数据验前分布的方法.将熵的概念引入验前分布的研究中,研究了在小样本条件下通过最大熵法确定捷联惯组历次测试数据验前分布的方法.研究结果表明这种方法能够准确有效地揭示捷联惯组历次测试数据的统计特性,克服了验前信息不足带来的统计分析误差,有效的提高了统计分析的质量.     

基于最小二乘支持向量机的小样本建模方法研究

针对捷联惯组历次测试数据小样本建模问题,提出了通过二次修正插值方法解决测试数据的非等间隔性和样本容量小的问题。并通过相空间重构的思想将一维时间序列多维化。最后通过最小二乘支持向量机建立预测模型。实例分析表明,建立在二次修正插值基础之上的最小二乘支持向量机时间序列模型具有较高的预测精度,能够很好地满足对惯组测试数据分析的要求。     

基于横滚隔离平台的旋转弹惯导系统实现方法研究

为实现反舰导弹的可靠拦截并满足导弹小型化及低成本,对一种基于横滚隔离平台的旋转弹惯导系统实现方法进行了研究。采用横滚隔离平台与成像系统消旋平台复用,建立消旋稳定控制系统的模型,经仿真验证了横滚隔离平台能保证惯导系统在较稳定的载体环境中工作。给出了捷联惯导的初始对准算法,选择捷联惯导自对准算法,经分析发现算法的估计与理论分析结果一致。设计捷联惯导解算算法,用单回路等效旋转矢量三子样算法更新姿态矩阵;在杆臂补偿的前提下用四阶龙格-库塔法更新弹体速度与位置,用数字仿真验证了设计的惯导算法能满足导航精度的要求。选取典型弹道进行评估,仿真结果表明,设计的算法精度基本满足工程实现要求,验证了方法的可行性。     

基于Bayes网络的惯导系统多源试验信息融合方法

提出了一种基于Bayes网络的惯导系统多源试验信息融合方法,旨在为惯导系统的精度鉴定工作提供新的研究思路。首先利用环境折合因子建立不同类别试验信息间的相互联系,然后通过Bayes网络构建反映所有变量关系的图形映射模型。根据试验信息,Bayes网络中的MCMC算法可以快速获得环境折合因子等变量的验后统计特性,继而可以实现不同试验条件下惯导系统误差模型的信息折合。针对惯导试验数据的小样本特性,还讨论了两种不同的信息折合方法。地面标定试验和车载试验信息融合的仿真结果表明了上述方法的有效性。     

某惯组长期逐次通电特性分析

采用多种评价指标，在较长测试时段下，对某惯组的33个误差系数进行了逐次通电特性分析。得到了关于惯组稳定性和主要误差系数项的阶段性结论。分析的结果对评价惯组（尤其是在较长测试时段下）的稳定性和精度有一定的借鉴作用。     

基于多目标遗传算法的反舰导弹中制导惯组精度优化分配方法

针对反舰导弹的中制导惯组精度分配问题,提出了一种基于遗传算法的精度优化分配方法。首先,分析了影响中末制导交班的误差因素,建立了中末制导交班模型;然后,依据误差实现的技术难度、成本等综合指标建立了惯组工具误差指标实现的代价函数;最后,利用多目标遗传算法实现惯组工具误差分配。仿真结果表明,该方法分配的惯组工具误差精度能可靠地保证中末制导交班条件,且指标实现的代价最小。     

基于Simulink模型的捷联算法仿真平台研究

分析了捷联系统基于Simulink模型的姿态、速度和位置积分的基本方程。建立了仿真模型，给出了组成模块和算法框图。研究了采样与静差补偿，以及四元数、姿态、住置和速度更新的算法。构造的算法仿真通用平台，其输入可为实际系统的惯性测量元件(IMU)在线、离线数据的全部或部分，或自行构造的载体在某种运动轨迹下IMU的输出。仿真结果表明，利用Simulink多种直观的位置输出，可更有效地分析捷联系统，或对多种IMU的捷联导航特性进行比较验证。     

微小型捷联惯导系统解析式对准方法研究

对静基座下微小型捷联惯导系统对准技术进行了研究。给出了6种解析式粗对准的对准方法,通过对这6种方法的理论对准误差进行推导,得出对应的理论对准误差结果,其中2种方法误差较小,同时进行仿真,仿真结果验证了理论对准误差推导的正确性。因此,在传感器精度相同的条件下,本文为静基座下微小型捷联惯导系统的粗对准的实现确定了效果较好的2种方法。最后采用了其中的4种方法对实测的微小型IMU数据分别进行了对准验证分析,获得了很好的效果。     

基于灰色模型的捷联惯组历次测试数据分析

捷联惯组历次测试数据反映了捷联惯组的逐次通电稳定性,它是引起制导工具误差的主要影响因素。本文采用建立捷联惯组历次测试数据灰色模型的方法对其逐次通电稳定性的变化趋势进行预测。通过仿真计算,验证了利用该方法进行短期预测的有效性。     

惯性测量组合误差系数的时变分析与建模

为了提高惯性测量组合误差系数的标定精度,对惯性测量组合一次通电条件下多次测量的误差系数通过平滑滤波和最小二乘拟合等方法进行分析处理,建立了时漂误差模型。结合某惯性测量组合的相关计算结果,证明了时漂系数更能反映误差系数一次通电条件下的变化规律。     

多自由度振动环境下惯组非线性传递特性研究

惯组作为飞行器姿控系统的传感器,其局部安装结构的传递特性的测量精度直接关系到导航精度。目前,惯组普遍使用减振器进行隔振,而减振器都呈现出较强的非线性特征。为了考察惯组在不同工况下的传递特性,将惯组简化为六自由度Duffing模型,推导了基础激励下系统的运动微分方程,并用龙格-库塔法对方程进行求解,分析了自由衰减振动和强迫振动下不同工况的系统传递特性。结果表明,多自由度激励比单自由度激励工况得到的系统传递特性的频率和幅值都低。考虑到惯组真实的使用环境,应当在多自由度振动环境下进行传递特性试验。     

捷联惯导/星敏感器组合系统的在轨自标定方法研究

研究了捷联惯导/星敏感器组合系统中对陀螺仪和星敏感器进行在轨自标定的方法。分析捷联惯导系统和星敏感器的误差源,对陀螺仪随机漂移和星敏感器安装误差进行建模并列入系统状态,建立系统状态方程;利用捷联惯导输出的载体位置、姿态与星敏感器输出的姿态矩阵来构造量测,建立量测方程。设计卡尔曼滤波算法,经过滤波计算获得陀螺仪随机常值漂移和星敏感器安装误差的估计值,从而实现组合系统的在轨自标定。仿真结果表明,基于卡尔曼滤波的在轨自标定方法能够标定出85%以上的陀螺仪随机常值漂移和95%以上的星敏感器安装误差。     

冗余惯组故障检测与隔离的广义似然比解耦矩阵构造新方法

冗余惯组可提高运载火箭制导系统的可靠性,惯性器件发生故障会污染导航信息,需要进行在线故障检测和隔离。面对安装矩阵一定的成套冗余捷联惯组,使用Potter算法构造解耦矩阵的广义似然比故障检测方法,无法检测并隔离特定轴故障,提出选择正交投影矩阵的极大无关组来构造解耦矩阵,采用全数字仿真对改进方法进行验证。结果表明,新方法克服了成套惯组同轴共基座安装时某个轴向无法故障检测的问题,且故障检测性能没有降低。该方法为运载火箭制导系统在线故障检测技术提供了一种新思路。     

捷联式反辐射导引头角跟踪技术研究

对于工作在低频段的地空反辐射导引头,传统的稳定平台式导引头无法满足小口径要求,为此采用捷联干涉仪体制。但是采用该体制后,天线是固定安装在弹体上的,无法直接提取比例导引指令,必须寻求新的解决方案。针对该问题,提出采用捷联式角跟踪与解耦方法来消除导引头的弹体姿态扰动耦合,实现视线稳定跟踪。首先,给出了捷联式角跟踪与解耦技术的工作原理与实现方法,在此基础上,对系统进行了仿真建模与性能分析。结果表明,测量误差和噪声较小时,该方法能获得较好的解耦与跟踪性能,所得结果为捷联式导引头角跟踪系统的工程实现提供了理论基础,也为未来导引头的小型化需求提供了一种新的解决方案。     

捷联星光制导仿真方法研究

捷联星光制导方案是把星跟踪器安装在平台基座上，利用星跟踪器和平台框架角的测量信息解算出因初始定位定向误差引起导弹的落点偏差，由末助推控制系统完成弹道修正。有关捷联星光制导方案的地面仿真原理、方法、组成，选星及大气修正计算原则、地球旋转影响在本文中作了论述，并给出仿真原理框图、硬件设备组成和功能、接口要求以及系统工作程序框图。     

箭载捷联惯性导航系统初始对准技术研究

为同时提高运载火箭捷联惯导系统(SINS)的对准精度、缩短对准时间，采取经典的粗对准与精对准两步对准法。在粗对准阶段，由惯性仪表的测量信息解析计算惯测组合坐标系到数学平台系的角位置关系，建立初始方向余弦矩阵Cb^n；在精对准阶段，采用四元数法推导出激光陀螺SINS数学平台角误差和速度误差方程。并以此建立初始对准误差模型，采用卡尔曼滤波(KF)进行精对准。数字仿真结果表明该模型有效，能满足初始对准精度和对准时间的要求。