无人飞行器异源图像匹配辅助惯性导航定位技术综述

无全球定位系统下高精度定位与导航是飞行器实现自主侦查、巡航与打击的关键。视觉导航具有被动、低成本、能避免累积误差等优点。视觉导航与惯性导航融合更能够发挥出各自的优势,达到高精度定位的目的。总结了异源图像匹配辅助惯性导航的飞行器定位技术的发展历程; 从相机-惯导标定技术、异源图像匹配、姿态解算、数据融合和后端优化五个方面详细阐述了异源图像匹配辅助惯性导航的飞行器定位的关键技术; 指出了基于深度学习的异源图像匹配与惯性导航两种无源定位组合导航系统融合技术等四个未来可能的发展方向,可为实现异源图像匹配辅助惯性导航飞行器定位技术提供参考。     

新一代惯性导航技术——量子导航

针对卫星导航系统所面临的问题,国际上新近提出了基于原子量子效应的高精度惯性导航技术,即量子导航。文章介绍了量子导航的提出和系统构成,对惯性传感单元所包含的原子陀螺仪、原子加速度计和原子钟的国内外研究进展进行了阐述,最后对这一新型的惯性导航技术进行了总结,并对其发展前景进行了展望。     

军用导航技术发展趋势

现代战争的高技术特点要求武器系统装备精密导航系统来提供精确的导航信息 ,提高武器的战斗性能。论述了惯性敏感器发展技术、GPS技术、GPS/INS组合与抗干扰问题。发展高精度、低成本、抗干扰能力强的导航系统是未来军用导航系统发展的趋势     

基于SINS/DVL/GPS的AUV组合导航技术

为了提高自主水下航行器组合导航系统的精度,选择了捷联式惯性导航系统(SINS)和多普勒速度声纳(DVL)导航为主、GPS卫星导航系统为辅的组合导航方法.通过Kalman滤波技术对组合导航的误差状态进行了估计,并采用反馈校正的方法修正SINS的导航误差.仿真结果表明SINS/DVL/GPS的组合导航可以有效地提高水下航行器SINS/DVL组合导航系统的导航精度,满足AUV远距离航行的精度需求.     

北斗军转民应用

北斗卫星导航系统(简称"北斗")是中国自主研发、独立运行的全球卫星定位与通信系统,与美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略系统兼容共用的全球卫星导航系统,并称全球四大卫星导航系统。该系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务并兼具短报文通信能力。北斗卫星导航系统2011年12月27日起,开始向中国及周边国家提供连续导航定位与授时服务,主要应用于军事领域,包括飞机、导弹、水面舰艇和潜艇的定位导航;弹道导弹机动发射车,自行火炮与多管火箭发射车等武器载具发射位置的快速定位等方面。北斗在国防上的应用,能使作战效能提高100-1000倍,作战费效比提高10-50倍,大大提高国防能力和减少国防经济的负担。2012年12月27日起,北斗卫星系统正式向亚太大部分地区提供连续无源定位、导航、授时等服务;标志着北斗卫星系统由军用转向民用,主要领域包括交通运     

联邦滤波器在INS/GPS/DVS组合导航系统中的新应用

针对某机载导航系统不能满足高精度导航定位需要的问题,采用了动态信息分配系数方法,提出了一种新的基于联邦滤波器的INS/GPS/DVS组合导航方案,通过对各子滤波器的信息分配系数进行优化,增强了组合系统的导航性能.仿真结果表明,该方案充分提取了导航传感器的信息,有效地提高了组合导航系统的精度和故障检测能力.     

高动态环境下基于H_∞滤波的深组合导航技术

捷联惯性导航系统(SINS)/全球定位系统(GPS)组合导航系统是适用飞机和现代武器装备的高精度导航系统。针对高动态环境下GPS/SINS组合导航系统的定位精度问题,以炮射无人机为例提出基于H∞滤波技术的SINS/GPS伪距、伪距率深组合导航方案,用于提高高动态环境下组合导航系统的精度和鲁棒性。仿真结果表明,H∞滤波器不但比Kalman滤波器鲁棒性强,而且可用于带有强有色噪声的高动态系统中,并能保持较高的精度。     

游移方位INS/GPS组合导航在极地地区的应用

针对极地地区复杂的导航环境,研究了一种游移方位INS/GPS组合导航系统,在详细推导游移方位惯性导航系统载体姿态误差的基础上,以位置、速度和姿态信息作为观测量,运用卡尔曼滤波算法进行仿真.结果表明,该组合导航系统满足极地地区的导航需求,引入姿态信息作为观测量,可有效增加对惯性导航的修正能力,提高系统的导航参数估计精度和速度.     

平台惯性导航系统仿真器的设计

针对平台惯性导航系统的特点,提出了一种平台惯导仿真器的设计方案,通过对导航系统进行模块分解,建立了主要仿真模型,完成了平台惯导仿真器的开发和实现。仿真结果符合平台惯性导航系统的物理特性,实践证明该仿真器可为导航算法、导航系统滤波器的研究提供仿真支持。     

俄罗斯的GLONASS系统

目前GPS系统已成为最具有影响力的导航定位手段,但由于该系统完全由美国国防部控制,而美国GPS导航系统又缺乏明确的、永久的政策,致使其他国家在开发和使用GPS方面心存疑虑,缺乏安全感、信任感,尤其对于军事领域的应用更是如此。为摆脱对美国GPS的依赖,许多国家和地区相继开始研制开发新型的、独立的导航系统。俄罗斯的GLONASS系统就是其中的典型代表。一、GLONASS系统概述GLONASS是俄罗斯的以空间为基础的无线电导航系统,是继美国GPS系统之后又一个全天候、高精度的全球卫星导航定位系统。GLONASS在功能上类似于GPS,它…     

基于非线性技术的AUV组合导航新方法

针对小型AUV对低成本、微小型、高性能导航系统的需求,提出了一种基于MEMS技术的IMU/DVL组合导航新方法.分析了低成本惯性导航系统的特点和误差模型,为有效提高系统的导航精度引入多酱勒测速仪与微机械惯性测量单元相组合,并采用无迹卡尔曼滤波(UKF)算法设计组合导航系统的滤波器.仿真结果表明,基于UKF滤波的MEMS...     

假如美军不用GPS

美国的GPS系统是世界上第一个全球卫星导航系统，在相当长的一段时间内垄断了全球军用和民用卫星导航市场。GPS是由美国国防部研制和维护，历经20年，耗资超过300亿美元建立的全球卫星定位系统，是继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三项庞大的空间计划。     

低成本SINS/GPS组合导航系统的研究

以简易制导航弹为对象,进行了低成本组合导航系统的研究。惯性导航系统具有体积小,功耗低等特点,但定位误差随时间积累,所以长期稳定性比较差。目前应用最多的卫星导航是美国的GPS,GPS具有良好的长期稳定性,但使用受制于美国政府,而且它的动态定位性能比较差以及更新率比较低。将两者结合起来,建立了适合工程应用的低成本SINS/GPS组合导航系统,应用自适应卡尔曼滤波技术实现数据的融合,并对系统进行了动态跑车试验,试验结果表明,该组合导航系统提高了导航精度。此方案具有较好的工程应用价值。     

SS-IUKF算法及其在成像声纳组合导航中的应用

利用成像声纳对海底进行探测时需要高精度的导航信息。针对导航高维滤波问题,文中在球面单形sigma点变换的基础上,将其与迭代UKF相结合,提出了球面单形迭代无迹卡尔曼滤波(SS-IUKF)算法,并应用于捷联惯性导航系统(SINS)/多普勒流速剖面仪(ADCP)组合导航系统。仿真结果表明,SS-IUKF算法相比UKF、SR-UKF、EKF算法提高了滤波精度和计算速度,具有一定的工程应用价值。     

军用导航系统中通用嵌入式GIS应用构架研究

军用导航系统是数字化部队不可缺少的重要装备,但不同军兵种之间导航终端所采用的硬件平台和操作系统各不相同.在分析军用导航应用需求的基础上,采用中间件技术设计了一种"通用嵌入式GIS应用构架",屏蔽了多种操作系统间的差异,满足跨平台运行,大大加强了各类型平台间装备的互操作性和通用性;将构件技术应用于导航功能模块设计,使其可以在导航系统中快速集成,具有灵活开放的扩充能力;最后讨论了导航系统的实时性.     

低成本SINS/GPS组合导航系统仿真

捷联惯导系统(SINS)由于受到自身传感器性能和惯性导航原理的影响,导航定位误差较大。随着GPS导航系统性能的不断完善以及GPS固有的一些不足之处,将SINS和GPS两者进行组合形成组合导航系统,以此来完成载体的导航任务成为目前的研究热点。针对一种适合于工程应用的低成本SINS/GPS组合导航系统进行了仿真研究,并对该组合导航系统建立了一种工程化的系统模型。利用自适应卡尔曼滤波器对系统误差进行估计,获得了良好的效果。通过仿真实验验证了所建立的系统模型能够满足组合导航系统的功能要求并具有良好的稳定性。     

高超声速巡航飞行器中制导研究

通过分析目前应用较为普遍的几种组合导航方式,针对高超声速巡航飞行器,提出了采用捷联惯性导航系统(SINS)/GPS/天文导航系统(CNS)组合导航作为其中段制导方案,并利用四元数法进行捷联惯性导航计算,运用联邦滤波方法对组合导航进行了仿真,仿真结果表明该方案行之有效。     

编读互动

安徽省怀远市朱兵兵:请介绍一下F-22及苏-34战斗机。F-22“猛禽”战斗机F-22“猛禽”战斗机主要用途是夺取战区制空权,因而也是F-15的后继型。F-22的综合机载电子设备包括:中央数据综合处理系统;综合通讯、导航和识别系统和包括无线电电子对抗系统的全套电子战设备,高分辨力的机载雷达和光电传感器系统;两个激光陀螺仪的惯性导航系统。机载雷达为带电子扫描的主动定相天线阵。它包含了1000多块模块。为提高隐蔽性,它设计有雷达站被动工作状态,保证雷达站以主动状态工作时使信号更不容易被截获。飞行员座舱内的自动仪表设备包括4台液晶显示器和广角仪表起飞着陆系统。F-22除执行空中优势任务外,也能使     

卫星导航技术专题讲座(三) 第6讲 组合导航技术

组合导航是导航技术发展的重要方向。随着科学技术的发展,出现了多种导航手段,而各种导航手段都有自己的优缺点,在很多应用中依赖单一手段无法达到某些应用需求。为了获得更好的导航性能,可以将各种导航手段有机组合起来,互相取长补短,使整个导航系统的性能优化。常用的组合方式有惯性导航与卫星导航的组合以及多卫星导航系统的组合。未来也将会有新的导航手段和组合方式出现,推动组合导航技术不断发展。     

惯性/GPS/EMC组合导航系统可视化仿真

提出了低成本惯性/GPS/EMC组合导航系统可视化仿真器的设计方案.根据捷联惯导算法和卡尔曼滤波原理,仿真器能模拟纯惯性导航、组合导航及纯数字仿真、半实物仿真等多种导航模式,绘制导航参数和误差曲线;可灵活设置航路点,系统自动生成航行轨迹,在电子地图中动态显示航迹和导航参数.仿真器为捷联姿态矩阵算法和导航算法提供验证数据源,为组合导航系统性能的研究提供可视化平台.实际应用表明,仿真器性能可靠,能极大地减少组合导航系统研究开发成本.