自主导航技术发展现状与趋势

自主导航技术是各类运动载体自动化、智能化运行的核心技术。简要介绍了自主导航技术的基本概念,综述了国内外航天、航空、舰船、车辆、单兵等领域的自主导航技术研究进展,对于自主导航的关键技术如惯性导航、惯性基组合导航、地磁导航、重力梯度导航、天文导航和多源信息融合等技术发展现状进行了分析,对自主导航技术的发展趋势进行了展望。可为中国未来各类主流自主导航系统研制提供参考,并为多种自主导航任务的总体设计提供帮助。     

惯导/测距/测速相结合的安全软着陆自主导航方法

针对地外天体软着陆中惯导误差随时间增大,无法提供准确的高度和三维速度信息的问题,提出了一种惯导、测距和测速相结合的安全软着陆导航方法。该方法以惯导为基础,利用测距仪修正惯导的高度信息,利用测速敏感器修正惯导的速度信息。详细介绍了惯性导航的基本原理及测距、测速组合修正的策略,对软着陆过程的动力学模型、敏感器测量模型、滤波方程、地形对修正的影响,以及组合使用的策略和算法等问题进行了论述。数学仿真结果表明惯导、测距和测速相结合的方法能够满足安全软着陆的需要。     

车载高精度里程计辅助捷联惯性组合导航系统设计与实验

GPS导航系统虽然精度高、成本低,但易受到工作环境的限制。针对特殊应用环境(如煤矿)提出了一种可工作于复杂环境下的高精度里程计组合导航系统。经过分析、仿真、实验验证,结果表明在无GNSS信号的情况下,所设计的里程计组合导航系统可完成长时间(>1h)、长距离(300m)且高精度(相对误差仅为0.526%)的导航。     

惯性导航系统的测试

惯性导航系统是一种自主式导航设备，隐蔽性好，导航精度高。南飞公司与意大利GEQ公司合资改装A5M飞机选用了进口的LN─39A惯性导航系统。该系统如何试验，国内尚无先例，为此进行了测试条件和测试方法等研究，建立了一惯性导航试验室，确立了测试和数据处理方法，并进行了3套LN─39A惯性导航系统的测试。试验结果表明，该试验室符合惯性导航测试条件，测试和数据处理方法正确，并获得意大利专家的认可。     

国外组合式INS／GPS系统研制开发情况两三例

组合式ＩＮＳ／ＧＰＳ系统可以满足各种导航要求的应用，包括飞机、靶机和导弹。本报告介绍了几个实例来反映国外研制、试验和开发组合式ＩＮＳ／ＧＰＳ系统的近况。     

主/子惯导舰上标定挠曲变形补偿方法综述

挠曲变形是主/子惯导在线标定的一种重要误差源,对其补偿处理具有重要意义。首先,分析了挠曲变形的概念、特点及其对主/子惯导误差方程影响;其次,将现有补偿处理方法分为3大类,分别为测量方法、机理建模方法和随机过程建模方法,并讨论了他们各自的优缺点;最后,探讨了挠曲变形补偿方法的发展方向。     

基于IEEE-1394b的惯导数据传输系统设计

针对惯导系统中应用较为成熟的RS232、RS422、RS485、CAN 等数据传输 方法传输带宽低、可靠性低、距离近并且引入电磁干扰等问题,将基于IEEE-1394b 的光 通信引入惯导系统。利用惯导系统中FPGA 资源配合物理层芯片和光电转化模块,搭建 基于IEEE-1394b 的数据传输系统。详细介绍了各个模块的工作流程,为满足数据传输特 殊需求对链路层请求方式和数据包进行惯导专用化改进。借助QuartusⅡ 集成开发环境 提供的SignalTapⅡ逻辑分析仪进行验证。结果表明,数据传输系统可以使用立即请求发 送广播形式的异步数据包,也可以进行点对点异步数据传输,实现了预期目标。该方法 不仅屏蔽了惯性导航系统的外界电磁干扰,还实现了惯导系统的大带宽、高可靠传输, 具有很高的工程应用价值。     

厘米级高精度GPS—SINS组合系统研究

成像传感器和定位子系统是先进机载成像系统的两个重要组成部分。以东、北、天坐标系为导航基准坐标系，建立了GPS－SINS组合系统状态的数学模型，详细推导了利用GPS双差相位及双差相位率的组合系统观测方程。仿真结果表明，该组合系统能达到厘米级定位精度，姿态精度为10″左右，可满足先进机载成像系统的要求。     

基于图像卷积的地图匹配算法

地图匹配定位是一种主流的车载导航定位方法,其以车辆轨迹数据和路网地图为基础,将车辆位置估计输出到路网地图上。该过程可对车辆定位结果进行修正,是车辆导航、交通诱导、交通预测等应用的基础。针对现有地图匹配算法存在的一些问题,如算法流程依赖路口匹配精度,在较大初始误差场景下寻路正确率较低,以及寻路结果错误易影响后续匹配精度等,提出了一种基于图像卷积的地图匹配方法。利用图像卷积方式对比了车辆轨迹与道路的几何特征,以实现匹配定位,从而确保了初始误差较大场景下的匹配精度,并且避免了由寻路错误所引发的相关问题。