惯组误差天地一致性检验方法探讨

以捷联挠性惯性测量组合(简称惯组)为例,探讨了一种在惯性仪表冗余条件下,利用飞行试验遥测数据分离惯组误差系数,检验惯组误差天地一致性的方法.首先介绍了基于遥测数据分离惯组误差参数的方法和判断天地一致性的方法,然后从参数间的相关性、分离精度两方面分析了方法的有效性,实例分离结果证明了方法的有效性.本方法可以有效解决外测精度难以满足惯导系统误差系数分离精度要求、用遥外速度差分离误差系数时参数间强复线性相关的困难,能可靠检验惯组误差的天地一致性.     

延长捷联惯组稳定期的方法研究

针对捷联惯性测量组合(简称捷联惯组)稳定期较短的问题,在工具误差对导弹落点精度影响分析、稳定性分析以及统计分析的基础上,提出通过验前信息建模预测与射前标定相结合的方法来延长捷联惯组的稳定期。弹道仿真结果表明这一方法能够在导弹命中精度不受影响的情况下,延长捷联惯组稳定期,减少惯组的测试次数,提高其使用性能,具有良好的工程应用前景。     

GPS和惯导信息在飞行器制导中的综合应用

在本文中叙述了利用卡尔曼德波器对ＧＰＳ、惯导系统信息进行综合的建模方法及仿真结果，说明ＧＰＳ和惯导组合不但可以提高制导精度，还可估计制导误差。对几种组合制导方案的精度进行了比较，在飞行条件下对惯性仪表误差系数进行了估计。     

高精度惯性平台连续自标定自对准技术

提出了一种新的惯导误差系数标定方法——连续自标定自对准方法。利用外部参考力矩驱动平台按照一定角速度旋转，在平台加矩角速度、地球自转角速度和重力加速度的影响下，惯导平台的加速度表输出包含陀螺误差系数、加速度表误差系数、平台对准误差以及陀螺和加速度表的安装误差等全部误差信息，并由此得到平台失准角动态方程与加速度表的输出方程。在设计的平台连续旋转轨迹下，使用迭代Kalman滤波获得了全部平台误差系数的精确估计。与传统的多位置翻滚标定方法相比，该方法标定时间短，标定精度高，系统误差参数估值具有良好的收敛性。     

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。     

远程弹道导弹误差传播特性

本文讨论远程弹道导弹惯性制导系统的误差传播特性。导出了惯导系统转移矩阵的解析解,用回归分析方法建立了干扰模型,在此基础上推得落点偏差解析表达武。 利用解析解对惯导系统进行误差分析无需解微分方程组。为了解算落点偏差,只需用代数方法确定干扰系数和误差传播系数。 最后,对42条弹道的试算结果表明,解析解的最大误差小于10米。     

三轴转台误差对光纤捷联惯组陀螺标定精度的影响

研究了利用三轴转台标定时,转台不水平度、不正交度、定位精度和惯组与转台坐标系不重合度对光纤捷联惯组中陀螺标定结果的影响。基于更符合工程实际的陀螺组合标定模型,用四元数法建立了转台误差模型,推导了误差传递途径,定量分析12位置法、多速率点速率法标定编排方式下的陀螺标定误差。研究和仿真发现:陀螺零偏误差基本与陀螺测量误差为同一量级,安装系数误差基本与转台不正交度与定位精度的和为同一量级。     

基于SINS/BDS的抗差组合导航技术研究

无人车在城市峡谷环境下,BDS卫星信号易出现干扰或拒止、惯组易受到震荡输出野值,此时导航系统会出现较大误差。针对此状况,本文提出一种基于SINS/BDS的组合导航抗差算法,重点分析了关于BDS卫星信号和惯组数据的有效性判断及异常状况下的处理策略,并在常规KF基础上加入了基于新息的方差匹配自适应滤波技术,可在线实时调整量测噪声大小以提升系统稳定性和鲁棒性,有效减小异常情况下的导航误差。最后进行了半实物仿真试验,验证了整个系统算法的可靠性和导航精度。     

惯测组合的测试原理及方法

惯测组合是惯性制导系统的一个重要组成部分，通过对惯测组合测试，可鉴定其性能和质量，同其误差模型进行补偿，以供控制系统使用。本文主要针对二自由度挠性调谐陀螺仪，讲述了惯测组合（主要由陀螺仪和加速度计组成）的测试原理的方法，首先介绍耻组合的组成、静态误差模型，然后给出试验方法（有两个试验：速率试验和位置试验），最后讲述了试验数据处理的方法及原理。     

惯导平台误差快速自标定方法研究

针对惯导平台误差系数标定问题提出了一种平台连续旋转条件下的误差系数自主标定方法.建立了基于框架角动力学方程的平台连续翻滚模型,平台旋转时,系统的框架角和加速度计输出包含了陀螺仪、加速度计的全部误差.利用李导数及输出灵敏度理论全面分析了连续翻滚路径下惯导系统的可观测性.提出了一种结合传统多位置试验的平台连续翻滚自标定方案.仿真结果表明该方案可以在较短的时间内完成平台系统误差系数的高精度标定.     

卡尔曼滤波初始条件对捷联惯导对准的影响

针对捷联惯导对准卡尔曼滤波器初始条件无法很准确给定的情况,研究了卡尔曼滤波器初始条件对捷联惯导对准精度的影响。分析了错误先验假设条件下卡尔曼滤波算法的误差,推导了滤波器计算均方误差与实际均方误差的关系。对于一般多元回归系数估计问题,比较了卡尔曼滤波算法与最小二乘算法,给出了当先验假设不准确时卡尔曼滤波算法优于最小二乘算法的一个充分条件。对捷联惯导静基座对准问题进行了仿真,仿真结果表明:合理选择初始均方误差矩阵能大大改善卡尔曼滤波启动阶段性能。初始均方误差矩阵选择为真实初始均方误差矩阵的一个较小上界是合理的。     

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。     

半球谐振陀螺旋转惯导系统误差抑制机理研究

为了优化半球谐振陀螺旋转惯导系统设计、合理分配系统误差,本文分别从局部和全局角度出发,系统分析了旋转惯导系统在静基座条件下的误差传播规律。利用局部分析法讨论了旋转对惯性器件常值误差、标度因数误差以及安装误差的抑制情况,讨论了调制速度与陀螺仪标度因数误差、安装误差耦合所产生误差的特点,给出了组建旋转惯导系统时惯性元件的选择准则;利用全局分析法推导了多误差源同时激励下旋转惯导系统的误差传播模型,得到了导航误差的时域解析表达式。最后通过仿真验证了理论分析的正确性。研究结果为半球谐振陀螺旋转惯导系统的工程设计、改进提供一定的理论支持。     

基于AR模型的MEMS惯导随机误差分析方法

由于微机械惯性器件(MEMS)捷联惯导系统的惯组误差和漂移较大,在较短的时间内也会由于器件误差积累和模型算法误差引起很大的导航偏差。采用Allan方差法分析了MEMS陀螺的随机误差,并对陀螺中主要的5项随机误差系数进行辨识。辨识结果显示,角度随机游走在随机误差中占主要部分。针对MEMS陀螺的实测数据,运用时间序列方法对其随机误差进行分析,并建立了AR模型,试验结果表明,根据所建立的AR(1)模型,采用Kalman滤波方法可以减小其随机误差,滤波后的陀螺输出精度可提高3倍。     

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。     

基于稳流电路退化过程建模的激光惯组剩余寿命预测方法

针对激光陀螺仪周边控制电路的可靠性大大低于激光陀螺仪,而其稳定性又会对惯组可靠性产生很大影响的特点,提出了基于稳流电路退化过程建模的激光惯组剩余寿命预测方法。该方法从激光惯组误差产生机理出发,以稳流电路左右两路输出电流差值为激光惯组的一项健康指征,先根据取样电阻、运算放大器和场效应管等元器件的衰变曲线获得稳流控制电路仿真衰变数据,然后用ARMA模型对衰变数据中的两路输出电流差值数据进行拟合,进而对激光惯组剩余寿命进行预测。仿真试验证明了该方法的有效性。     

一种用于机载导弹动基座传递对准精度分析的工程方法

提出了一种在不具备精确标定设备的试验条件下,分析动基座传递对准精度的工程方法。基于传递对准的安装误差角滤波估计结果,修正子惯导的初始姿态,并重新进行子惯导的导航解算。通过比较初始姿态修正前后子惯导的导航误差,分析对传递对准的精度。对试验数据的处理结果表明:用该法进行子惯导的导航解算,所得速度和位置精度大幅提高。     

摇摆状态下基于非线性误差模型的惯导对准研究

摇摆状态下无法使用传统解析方法完成粗对准。为避开摇摆基座的粗对准问题,提出 了基于捷联惯导非线性误差模型的直接精对准算法。推导了捷联惯导的非线性速度误差方程 和姿态误差方程,基于速度量测信息给出了非线性对准模型,通过UKF算法估计失准角完成 摇摆状态下的精对准。算法可允许初始姿态误差达到40°。通过计算机仿真和摇摆台试验 对算法进行了验证分析。在给定试验条件下,在600秒对准时间内达到水平 0.02° ,方 位0.1 7°的精度。同时计算机仿真结果表明需对惯导速度进行反馈校正来保证模型的工作精度。
     

高动态环境中导弹捷联惯导系统圆锥误差

分析了高动态环境中导弹捷联惯导系统(SINS)圆锥误差形成的原因。研究了由陀螺频带不足、量化误差和安装误差，以及姿态更新率过低造成的圆锥误差。给出了计算公式，并在一定条件下计算了误差的大小。分析结果表明．不能正确感测运载体的角运动和姿态更新率过低是引起圆锥误差的主要因素。     

光纤陀螺捷联惯导划桨运动补偿

光纤陀螺输出为角速率信号,基于角增量和速度增量的传统划桨运动补偿算法直接应用于光纤陀螺捷联惯导系统时,算法误差明显增大,影响了惯导精度。为了抑制算法误差,提出了以角速率为输入信号的划桨补偿算法,并以算法漂移误差最小为优化准则对算法进行优化,推导了相应的划桨补偿系数方程和算法误差表达式。仿真结果表明,所设计的算法比同子样数常规角增量划桨补偿算法在补偿精度上有明显提高。