自旋载体中的超紧组合GNSS接收机跟踪环路设计

自旋载体是全球导航卫星系统接收机的一种典型应用。当全球导航卫星系统载体自旋时,旋转产生的高阶动态将导致传统跟踪环路失锁;全球导航卫星系统与惯性导航系统组合可以有效补偿信号的高阶动态。因此,提出了一种利用惯性导航信息辅助卫星导航信号跟踪的超紧组合导航接收机环路设计方法,并分析了惯性导航信息辅助速率、自旋载体转速和信号载波相位误差之间的关系。通过仿真验证了所提接收机环路结构可以有效解决自旋载体接收机的信号跟踪问题,且相比于卫星导航单系统三阶环路而言,所提超紧组合环路结构可以显著提升自旋载体接收机的定位精度。     

军用飞机惯性导航技术的发展

<正>军用机载导航领域对导航系统有高精度、自主性和抗干扰的要求,特别是在复杂电子战环境下,要求导航系统必须具备不依赖卫星、无线电导航的高精度自主导航能力,持续输出位置、速度、姿态等导航信息。机载惯性导航系统作为主要的自主导航手段,近年来不断取得技术上的突破和进展。1军用机载惯性导航技术的发展历程机载惯性导航系统最早起始于20世纪50年代,最先以平台式惯导的形式出现,1950年5月美国北美航空公司奥拓奈蒂克斯分公司在C-47军用运输机上装备XN1纯惯性导航系统,揭开了机载惯性导航的帷幕,随后于1961年,美国在F-104战斗机配装了首个战斗机机载平台式液浮陀螺惯性导航系统LN3。     

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。     

捷联惯性+星光修正组合导航研究

针对捷联惯性导航系统的初始对准误差所造成的导航误差,提出了捷联惯性+星光修正组合导航方案。利用光学导引头得到的星体观测值,估计初始对准误差,进而修正捷联惯性导航的姿态角、速度和位置。推导了捷联惯性+星光修正组合导航算法,得到了初始对准误差的估计公式和速度、位置的修正矩阵,并通过仿真分析证实了方案的可行性和算法的有效性。     

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。     

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。     

量子技术在武器装备中的应用展望

量子技术是基于量子力学和其他学科交叉产生的新兴学科,已经涉及到计算、信息、导航、能源等多个应用领域。近年来,随着量子技术的快速发展和应用潜力,量子技术已成为研究热点并逐步走向应用。与此同时,世界新军事革命发展中武器装备须具有远程精确化、职能化、隐身化、无人化的技术特点。结合量子技术的特点,从量子计算,量子通信与量子密码、量子控制、量子导航、量子雷达,量子电池,量子技术对作战模式的改变等方面对武器装备领域的应用、作战能力和作战模式进行阐述。研究表明,量子计算的发展必然使现有武器装备的性能得到提高、作战能力得到提升,进而改变现有作战模式。     

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.     

载体角运动对旋转式惯导系统旋转调制效果的影响

为了提高惯性导航系统长时间导航精度,采用旋转调制技术将惯性器件常值误差在导航系中调制成周期变化的信号,抑制系统误差发散.基于惯性测量单元误差模型,阐述了旋转调制技术的基本原理.理论分析了载体角运动对旋转调制效果的影响,推导了载体水平角运动下导航系中等效陀螺误差方程.进行了仿真和试验.理论分析、仿真和试验结果表明:载体水...     

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.     

光力学加速度计在海上平台惯性导航中的应用发展

对光力学加速度计这一新型超高精度惯性器件在海上平台惯性导航中的应用进行了综合评述,并对未来关键技术研究进行了展望。围绕未来海上平台对高精度惯性器件的应用需求,首先归纳了当前惯性加速度计的主要类别、性能等级划分与技术发展现状;然后,剖析了光力学加速度计在海上平台惯性导航中的实际应用场景;最后,对海上平台应用关键技术发展提出建议。综述表明,光力学加速度计的工程化技术和环境适应性需持续开展研究,基于其在海上重力测量、大型船只动态变形测量、平台升沉测量以及长航时自主导航等方面的应用还需进一步深入探索和发展。     

X射线脉冲星导航研究的若干问题

X射线脉冲星导航(X-ray pulsar-based NAVigation,XNAV)是继惯性导航、天文导航、卫星导航之后的一种新型导航技术,由于它可以为大气层外的任意航天器提供自主导航能力且具有诸多优势,近年来受到国内外研究者的极大重视和深入研究.XNAV的研究内容包括相对论框架下的大尺度时空基准和导航模型、X射线脉冲星辐射机制和观测特性、X射线探测器的探测能力和X光子谱的信号处理、动态航天器导航方法和数据处理程序等多个领域,目前已经取得一些阶段性成果.在概述XNAV主要研究内容的基础上,对国内外相关文献中一些存在争议或者没有形成共识的问题提出了看法,对下一步需要解决的问题提出了建议,希望对我国XNAV的工程研究有所裨益.     

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...     

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。     

城市环境中无人机作战导航定位研究现状综述

随着各大国之间城市化进程的推进,城市环境中的无人机作战将成为未来必不可少的作战手段之一。针对城市作战环境复杂和作战装备受限的特点,归纳总结了无人机导航技术的研究现状和发展趋势,并给出相应的概念、模型以及被广泛应用的算法。首先,对单无人机定位技术进行了概括总结,包括全球卫星导航系统、惯性导航系统定位、视觉/激光雷达定位、无线传感网定位和融合定位等,上述定位方法能够在城市环境中表现出高精度和鲁棒性的特点;然后,为了解决单无人机在执行任务方面效率低、冗余低、易受干扰的特点,对无人机集群导航定位进行了介绍,主要包括全球导航卫星系统拒止下的导航定位、非视距及多径效应下的导航定位、基于无线传感网和视觉冗余的融合定位等,其中涉及导航恢复及导航增强等内容。最后,面对城市的复杂环境,提出了无人机导航定位技术的未来研究方向,分别为传感器的优化、无人机集群通信和多传感器融合,指出了未来的研究方向和面临的挑战。     

超流体量子干涉陀螺的研究现状与应用

超流体干涉陀螺是一种基于量子微观领域实现角速率测量的新型量子陀螺,具有超高精度、超高灵敏度、小体积的优势。为深刻理解和准确掌握超流体干涉陀螺研究中的关键技术和发展趋势,对国内外相关研究进行了总结分析,并对超流体干涉陀螺的潜在应用进行了展望。首先,阐述了从超流体3 He量子干涉陀螺到超流体4 He量子干涉陀螺的发展历程;然后,详细分析了该陀螺的驱动方式、量程扩展、精度优化、高灵敏度结构设计等方面的技术研究现状,分析了超流体量子干涉陀螺相关技术的发展趋势;最后,基于超流体干涉陀螺的超高精度测量特性,展望了超流体量子干涉陀螺在惯性导航、地震学、大地测量等研究中的应用前景。     

基于SINS/GPS组合导航的AUV半实物仿真系统设计(英文)

为了满足水下航行远航程和长时间的要求,远航程自主水下航行器(AUV)采用的是以SINS导航为主、卫星导航定期修正的方式,以提高导航的精度和可靠性.设计一种采用GPS卫星定位导航模拟器、GPS接收机、惯性测量器件(IMU)和实时仿真计算机构成的采用SINS/GPS组合导航方式的AUV导航半实物仿真系统,并对该系统的硬件接口设计、算法和软件开发进行了论述.所开发的系统通过外部的线运动补偿实现了惯性导航系统的完整计算,通过时间同步策略解决了各导航子系统的并行同步问题.部分仿真试验的结果表明,所设计的半实物仿真系统方案可行,可用于更高置信度的AUV组合导航仿真实验.     

巡航导弹INS/视觉组合导航方法

巡航导弹仅依靠惯性导航系统进行导航时,其导航误差将随着时间的累积不断变大。INS/GPS是最常用的组合导航方式,但存在战时不可用的缺陷。为此提出了一种基于EKF的巡航导弹INS/视觉组合导航方法。利用巡航导弹相对于单个已知点地标的视觉信息(方位角和高度角)和高度信息,巡航导弹INS的位置和速度误差能够同时被估计出来。最后,仿真验证了该方法的有效性。     

INS/GPS组合导航方式及应用前景

主要对惯性导航与卫星导航的各种组合方式作了详细的介绍 ,并分析了采用 INS与 GPS相结合时整个系统的性能和滤波算法 ,并对 INS/GPS组合导航的应用前景做了一般性的分析。     

惯性定向定位/导航技术及发展概况

阐述了惯性导航、陀螺罗经定向工作原理和捷联惯性导航的计算问题,以及GPS的有关情况。最后,预测捷联惯性系统和GPS 组合将成为航空、航海和陆地车辆导航定位的主要装置。