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1.  惯性速度辅助下GPS/捷联惯导组合系统性能研究  
   陈家斌 袁信《南京航空航天大学学报》,1994年第26卷第6期
   GPS/惯性导航组合系统目前正得到越来越广泛的应用,但GPS接收机载波环失锁时,码环的速率辅助信息来自惯导系统,由于惯性速度的不精确性及伪距测量误差和它之间的相关性,将可能导致组合系统工作的不稳定,本文根据码环的工作特性,在组合卡尔曼滤波器中考虑了码环的跟踪误差,利用GPS/捷联惯导组合系统的导航性能,结果表明,GPS/捷联惯导组合系统中,若消除了伪距测量误差与惯性速度误差之间的相关性,将可较显著    

2.  地磁辅助的无缝INS/GPS组合导航研究  
   程娇娇  熊智  许建新  华冰《航空计算技术》,2014年第44卷第6期
   INS/GPS组合导航已经成为当前无人机导航系统的主要实现形式,由于GPS信号容易受到干扰,在恶劣的电磁环境下信号易丢失,从而导致GPS卫星信号失锁而无法使用。地磁导航作为一种无源导航方法,其难以受到外界干扰且具有较强的自主性,从而为克服GPS在干扰情况下无法对INS误差实现持续无缝修正的不足提供了很好的途径。针对INS/GPS组合导航中GPS卫星信号失锁的情况,设计提出了使用地磁匹配导航进行辅助实现无人机无缝导航的实现方案,设计了基于地磁特征的地磁匹配算法和地磁匹配辅助的INS/GPS组合无缝自主导航算法,并通过仿真验证了采用地磁匹配辅助导航方法,可以在GPS无效的情况下,实现对INS导航误差的持续无缝修正,从而提高导航系统性能。    

3.  MIMS/GPS组合导航系统设计与实验  被引次数:4
   顾启泰  尚捷  毛刚  刘学斌《航空学报》,2003年第24卷第3期
    GPS 接收机与微型惯性传感器组成的低成本、轻小型组合导航系统可以弥补各自的不足, 防止导航定位误差随时间积累, 并且提高了系统的抗干扰能力。采用状态和偏差去耦估计方法, 在开环卡尔曼滤波器结构的基础上, 引入了偏差反馈补偿; 并利用双GPS 接收机测量方位角解决了组合系统的初始方位对准问题。车载实验表明, 样机的定位精度和GPS 相当, 并具有较好的重复性。尤其是当GPS 短时间失锁时, 系统仍能保持较高的定位精度, 从而增强了系统的可靠性。    

4.  附加速度先验信息的车载GPS/INS/Odometer组合导航算法  被引次数:1
   吴富梅  杨元喜《宇航学报》,2010年第31卷第10期
   在GPS/INS车辆组合导航中,GPS信号易受外界干扰而失锁。针对INS单独导航误差迅速累积的问题,在利用速度先验信息辅助INS导航的基础上,加入Odometer观测信息,提高了系统的可观测性和导航精度;另外提出了改进的位置修正法,即不直接利用状态估值修正位置,而是用修正后的速度推算位置。实测算例结果表明,与INS单独导航相比较,采用速度先验信息,提高了载体速度精度,采用改进的位置修正方法,位置精度有大幅度提高;在此基础上加入Odometer观测信息,位置和速度精度得到进一步改善。    

5.  不依赖GPS的磁图测绘与校正新方法  
   寇义民  夏红伟  刘睿  王常虹《宇航学报》,2011年第32卷第1期
   针对水下磁场测绘中因载体难以经常上浮修正导航误差而导致的测绘结果坐标误差较大的问题,结合磁场测量的特殊性,并采用边导航边校正的思想,提出了一种不依赖GPS的全新磁图测绘方法.首先以惯性导航系统为标准进行第一次测绘并获得具有一定坐标误差的初始磁图,然后对初始磁图进行图形处理与信息提取,在此基础上进行第二次测绘.在第二次测绘中用从初始磁图获得的特征信息结合磁场传感器与惯性器件的输出构建卡尔曼滤波器,从而达到同时修正自身运动状态与初始磁图的目的.理论分析与仿真结果都证实了本方法可以通过两次误差较大的低精度测绘获得精度高得多的测绘结果.    

6.  GPS失锁时基于神经网络预测的MEMS-SINS误差反馈校正方法研究  
   曹娟娟  房建成  盛蔚  白焕旭《宇航学报》,2009年第30卷第6期
   GPS信号失锁时,MEMS-SINS组合GPS导航误差会随着时间迅速积聚而无法导航.提出一种基于RBF神经网络预测的MEMS-SINS误差反馈校正方法,GPS有信号时对神经网络进行训练,GPS信号中断时用训练好的RBF神经网络预测MEMS-SINS的导航误差.地面车载跑车试验,证实了训练后的RBF神经网络能很高精度地逼近MEMS-SINS/GPS组合导航系统输入与输出间的关系,在4个50s以内的GPS人为失锁过程中,该方法导航结果与参考系统比较,平均位置误差为3.8m,平均速度误差为0.6m/s,平均姿态误差为0.5°.    

7.  发射系下SINS/GPS/CNS组合导航系统联邦粒子滤波算法  
   熊智  潘加亮  林爱军  《南京航空航天大学学报》,2015年第47卷第3期
   传统的扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman filter, EKF)算法应用于未来高超、空天飞行器的组合导航系统时,因其模型线性化展开会导致模型不准确,从而引起导航精度下降;采用蒙特卡洛方法来实现递推贝叶斯估计问题的粒子滤波(Particle filter,PF)算法能有效避免引入线性化误差,具有一定的优势。据此,针对高超、空天飞行器在发射过程中通常需要直接获得发射惯性系下的高精度导航参数的需求,提高发射惯性系下弹载组合导航系统滤波算法的精确性就尤为重要,PF滤波算法无需对非线性系统进行线性化展开即可直接实现对非线性系统的状态误差估计。为此,本文将PF滤波算法引入空天飞行器SINS/GPS/CNS多信息融合组合导航系统,设计了发射系下基于联邦滤波器的PF滤波算法,实现了对组合导航系统状态参数的直接建模估计。算法仿真结果表明,相较于发射系下SINS/GPS/CNS组合导航系统联邦EKF滤波算法,PF滤波算法有效提高了组合导航系统滤波精度。    

8.  平台式惯性导航系统在线可靠性评估技术  
   钱超  张子剑  李大伟《航空学报》,2017年第38卷第9期
   平台式惯性导航系统是现代导航的重要设备,由于其所处环境和制造工艺各不相同,导致各个体之间的可靠性有着明显的差异.如果对收集到的性能误差数据进行统一处理,无法准确地反映个体之间的差异性,不利于掌握平台式惯性导航系统个体的可靠性规律.针对该问题,对平台式惯性导航系统的在线可靠性评估方法进行了重点研究.结合平台式惯性导航系统使用过程中的性能变化特点和失效机理,利用复合Poisson过程建立了其性能退化模型,并给出了性能参数评估方法.通过算例分析,说明建立的性能退化模型能够较好地描述平台式惯性导航系统的性能退化规律,有助于掌握平台式惯性导航系统的可靠性水平.    

9.  一种过载控制辅助实现快速估算滚转角的方法  
   孙友  路遥  赵耀  吴广《航天控制》,2018年第2期
   针对基于GPS/INS组合导航系统的制导炮弹发射空中加电后,滚转角求取过程中受外界环境及风场等因素影响较大的问题,提出一种利用GPS定速信息和惯性测量组件(IMU)的输出信息快速求取滚转角的方法。推导了算法,分析了影响滚转角计算精度的噪声因素,借助过载控制策略有效提高滚转角计算过程中的信噪比和算法的适应性。仿真验证该方法在各项随机风和常值风的影响下误差均小于4°。计算误差不随时间累积,实现简单可靠,环境适应性和工程应用性更强,能够满足空中对准精度要求。    

10.  平流层飞艇升降阶段BPNN惯性导航算法  
   李保国  李淑影  王娜  张博《导航与控制》,2019年第4期
   软式平流层飞艇艇体在上升和下降时经常呈堆叠状态,GPS信号会被艇体间歇性遮挡,因而只能采用惯性导航。为保证在飞艇上升和下降过程中,INS/GPS组合导航系统在被艇体遮挡GPS时仍能够提供满足精度要求的导航信息,设计了一种改进的反向传播神经网络(Back Propagation Neural Network, BPNN)惯性导航算法。采用神经网络,根据惯性导航系统在1s内的速度均值和姿态变化量,预估其在1s末的位置误差和速度误差,并对惯性导航结果进行修正。仿真实验和跑车试验结果表明,在GPS失效的30s内,新算法使得位置误差低于15m,速度误差低于0.7m/s,误差相比纯惯性导航降低了85%。    

11.  基于强跟踪EKF的组合导航系统故障检测方法  
   李强  吴枫《航空精密制造技术》,2016年第2期
   针对大方位失准角的机载SINS/GPS组合导航系统,为保证在高动态环境下实现高精度、高可靠的导航,利用强跟踪EKF滤波残差设计了一种基于残差统计特性的坏值检测算法,对导航信息进行估计和跟踪.仿真结果表明,该算法能够实时检测出GPS量测信息中的坏值信息,隔离后可显著提高组合导航精度,具有较高的可靠性、出色的容错能力和重要的工程应用价值.    

12.  基于遗传算法的多模型Kalman滤波算法 及应用研究  
   王子亮  房建成  全伟《北京航空航天大学学报》,2004年第30卷第8期
    基于长航时无人机惯性/天文/卫星(INS/CNS/GPS)组合导航系统模型,针对复杂环境所引起的系统模型参数变化导致单一固定参数滤波器精度降低问题,提出了一种基于遗传算法的多模型自适应Kalman滤波算法,并与单一模型下的Kalman滤波器方法进行了比较.仿真结果表明,与采用单一模型的Kalman滤波算法相比,该方法不仅能大大提高导航系统的精度和可靠性,而且还可以较好地辨识出组合导航系统惯性器件噪声统计模型参数.    

13.  基于Newton迭代滚动时域估计的GPS/SINS紧组合导航技术  
   伍星华  战兴群  刘铭《导航与控制》,2019年第3期
   随着智能设备的普及,使用手机为汽车进行导航越来越普遍。目前,手机内置的惯性测量单元成本低廉、导航精度低,且常使用松组合,而应用GPS/SINS紧组合导航技术可提高导航的精度及可用性。通过将基于Newton迭代的梯度下降算法与滚动时域估计相结合,手机内置GPS与陀螺加速度计构成紧组合导航系统,可提高在复杂环境中的导航精度。传统Kalman滤波方法未能充分考虑到紧组合导航系统的非线性特性,而滚动时域估计通过参考多时刻导航信息,可更有效地排除非线性因素对系统的干扰,并通过实验验证了此方法。实验结果表明,相比采用扩展Kalman滤波,基于Newton迭代时域估计算法的紧组合导航系统的导航位置精度及速度精度均获得了较大提高。    

14.  初级教练机中的低成本导航仪组合导航算法设计  
   梁海波  李浩  司文杰  吕章刚《北京航空航天大学学报》,2013年第39卷第9期
   为了解决初级教练机低成本组合导航仪中全球定位系统(GPS, Global Positioning System)信息更新频率过低,导致传统组合导航算法失效的问题,在对惯性器件进行建模的基础上,提出了一种基于运动学非线性模型的组合导航算法.该算法选取载体的姿态、速度和位移量作为状态量,以GPS、磁强计和高度计的测量值作为观测量,建立组合导航系统模型,利用卡尔曼滤波对线性化后的系统模型进行数据融合.通过静态试验和动态跑车试验,表明该组合导航算法能够使姿态误差均值控制在0.12°以内,速度误差均值不大于0.03m/s,位移量误差均值不大于3.94m,精度能够满足初级教练机的应用需要.    

15.  GPS/INS组合导航系统半实物仿真研究  被引次数:19
   王艳东  黄继勋  范跃祖《北京航空航天大学学报》,1999年第25卷第3期
   为了研究GPS组合导航系统的性能,利用跑车实验实时采集的惯性导航系统和GPS的数据进行了测后仿真研究。分别进行了GPS/INS位置、速度组合和伪距、伪距率组合仿真,仿真中组合Kalman滤波器采用数值稳定性较好的U-D分解算法。最后给出了纯惯导及组合后系统的位置、速度误差仿真曲线,结果分析及相关结论。    

16.  基于UKF的大失准角船舶行进间对准技术研究  
   裴新凯  张吉先  郭玉胜  丁海旭  庄广琛  邓亮《导航定位于授时》,2019年第1期
   由于标准卡尔曼滤波只适用于线性系统,通常在SINS/GPS组合导航初始对准过程中,先通过基于惯性系的粗对准方法,将失准角转化为小量,然后再进行卡尔曼滤波精对准。由于杆臂效应,使用的基准信息存在一定误差,导致初始对准精度降低。因此,首先设计UKF的大失准角初始对准算法;其次将基准信息杆臂在UKF方程中建模,对杆臂误差进行补偿;最后通过仿真验证算法的可行性,并利用海试实验数据对UKF算法与传统动基座算法进行对比,实验结果表明该方法具有明显优势。    

17.  动态自适应GPS/INS组合导航方法  
   张璐  杨功流  于沛  李思宜《航空计算技术》,2013年第43卷第3期
   为了提高导航测量系统的精度,改善其可靠性,提出了一种动态自适应高精度GPS/INS组合导航的新形式。这种新形式通过判断GPS可见卫星数目,动态自适应调整组合导航方法,保证了组合导航结果的高精度。在RTK GPS可靠基线范围内,且可观测卫星数目大于等于4的情况下,利用RTK GPS的cm级的定位定速结果与INS进行松组合;而在因信号干扰或建筑物阻挡造成卫星失锁时,利用GPS伪距、伪距率与INS进行紧组合。通过仿真验证了方法的高精度,具有良好的应用前景。    

18.  GPS接收机的失锁后处理研究  
   刘文焘《遥测遥控》,2010年第1期
   信号失锁是GPS接收机在市区应用时遇到的一个问题,文中提出信号失锁后的快速恢复概念,推导出在卫星信号失锁期间对其多普勒频率、码相位和导航比特边界的预测算法和预测误差分析,并进一步研究失锁后处理设计,最后用SPIRENT模拟源进行多种信号失锁情形的模拟,验证了此设计能增强接收机的稳健性,加快接收机失锁后的定位恢复速度。    

19.  合作环境下基于惯性/里程计/Lidar融合的UGV导航方法  
   付相可  赖际舟  刘建  何洪磊  岑益挺  姚义心《导航定位于授时》,2020年第7卷第6期
   近年来,无人车在巡检、探测等方面的应用愈发广泛,且应用环境愈发复杂。在这些应用中,无人车必须对自身的位姿进行准确估计,以确保作业安全、高效完成。其中,可在复杂环境下适用的自主导航能力是核心关键技术。提出了一种基于惯性/里程计/激光雷达的地面无人车导航方法,区别于传统的激光雷达SLAM方法,该方法根据已知的几何结构特征进行定位,避免了因有效点数量稀少而导致的匹配误差。同时对惯性/里程计/激光雷达的融合算法进行了研究,提高了自主导航系统的鲁棒性和准确性。最后,在Gazebo中搭建了相应的仿真环境,并进行了算法验证。仿真结果表明,该方法能够实现无人车在巡检过程中实时可靠的自主导航,具有较好的工程应用价值。    

20.  余度MEMS-IMU/GPS组合导航系统  被引次数:2
   华冰  刘建业  李荣冰  赵伟  刘瑞华《南京航空航天大学学报》,2007年第39卷第5期
   对采用余度配置的MEMS-IMU/GPS组合导航系统进行了研究。分析了微小型组合导航系统的特点和误差模型,针对惯性/GPS伪距组合导航模式下,卡尔曼滤波器需要对量测方程线性化的缺点,提出了基于改进平淡粒子滤波的滤波算法。该算法采用权值控制参数决定粒子是否进入平淡卡尔曼滤波器,有效降低了滤波计算量,并和UPF算法精度相当。研究表明,改进平淡粒子滤波算法对系统性能有明显提高,在GPS信号受到遮挡、暂时不可用的情况下,具有较好的抑制误差作用,适合余度微惯性/GPS组合导航系统的应用。    

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