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。     

减小由于陀螺转速表误差引起的捷联式系统误差的方法

一、序 言 捷联式惯性控制系统的陀螺敏感元件是直接安装在飞行器壳体上。因此,飞行器的角运动将传给陀螺本身,并引起一系列误差的出现。由于在作为角速度传感器应用于捷联式系统中的液浮陀螺中存在有反馈回路（它是建立相对于进动轴的恢复力矩）,以及要进行座标转换的必要性,将导至另外误差的出现。在高精度的捷联式惯性系统设计时,需要很仔细地研究所有这些误差。     

捷联惯性系统中 IMU 安装误差及陀螺漂移的估计

为减小IMU 安装误差及陀螺漂移对捷联惯性系统导航参数精度的影响,采用速度/姿态角组合匹配传递对准模型的误差方程和IMU的安装误差角方程结合的方法组成新的滤波器模型,并引入改进的BP神经网络算法,实现了IMU安装误差及陀螺漂移的快速有效估计.为对捷联惯性导系统的各项导航参数进行修正和补偿、提高导航精度提供了依据.     

导弹惯性平台自对准

本文概述了弹道式导弹惯性平台自对准原理,解决了利用平台罗经原理在以重力惯性坐标系为对准基准时出现的方位控制信号消隐现象,从而提出转换方位控制的全方位自对准方案。在推导全方位自对准系统失准角方程式基础上,对系统的对准误差进行了分析,从而找出影响系统对准精度的主要误差源。最后分析了对准误差对导弹射击精度的影响,并据此提出惯性器件精度的基本要求。     

光学陀螺旋转惯导系统原理探讨

利用旋转自动补偿光学陀螺的漂移是实现高精度惯性导航的有效途径之一,补偿的原理可以从惯性导航的误差方程中得到阐明。光学陀螺的特点决定了采用元件级的旋转方式会带来额外的误差和问题,而只能采用系统级的旋转,即整个惯性测量组合旋转补偿的方式。对一种8次180°翻转的光学陀螺惯性测量组合旋转方案进行了图形化的说明和分析,并仿真比较了旋转补偿前后的导航误差,结果表明这种系统级的补偿方案能够抵消所有惯性元件的静态漂移,从而大大提高了导航输出的位置和姿态精度。     

捷联惯导惯性系动基座对准算法研究

针对船载等晃动基座环境,利用多级低通FIR数字滤波器和过渡的惯性坐标系,实现了惯性系动基座对准。分析表明,对准精度取决于等效的东向陀螺漂移大小以及FIR滤波器组的特性,该方法的对准时间长短取决于FIR滤波器组的阶次,并从原理上解决了大失准角问题。实验结果表明:惯性系对准新方案的对准精度与传统罗经方法精度相当,但新方法收敛更快,而且适用于任意失准角。     

RBF神经网络在单轴旋转惯导系统轴向陀螺漂移辨识中的应用

在激光陀螺单轴旋转惯性导航系统中,单轴旋转可以自动补偿垂直于旋转轴上的惯性器件误差,却不能消除旋转轴方向上惯性器件的误差,因此单轴旋转惯性导航系统的导航精度主要由轴向陀螺漂移决定.提出了一种基于径向基函数神经网络的轴向陀螺漂移辨识方法,利用系统纬度误差和温度变化量作为训练集,针对系统热态、冷态两种情况对RBF神经网络进行训练,对轴向陀螺漂移的辨识精度达到0.0003°/h.试验结果表明:该方法能够有效地辨识轴向陀螺漂移,使系统达到较高的导航精度,满足实际应用的需要.     

陀螺转子正、反转监控效果的研究

简要分析了利用陀螺监控技术提高平台罗经系统精度的基本原理及各种监控方法的特点,介绍了采用监控陀螺正、反转对陀螺进行在线测漂及补偿的实验方案,并对采用挠性陀螺进行监控试验所获得的数据进行了分析总结。     

带减振器机抖激光陀螺惯性测量单元标定方法研究

由于减振器会产生形变,使得带减振器的机抖激光陀螺惯性测量单元(IMU)不能使用由精密转台提供姿态基准的标定方法进行标定.提出了一种带减振器的机抖激光陀螺IMU标定的新方法,该方法先将IMU固联在精密转台上,不启动陀螺,依靠转台提供姿态参考标定出加表各误差参数;在此基础上装上减振器,设计了IMU陀螺误差参数标定路径,根据...     

液浮积分陀螺在惯导系统中的应用分析

液浮积分陀螺是组成稳定平台和惯性测量平台的关键部件.首先分析了积分陀螺和液浮积分陀螺的作用原理,在此基础上详细总结了液浮积分陀螺在惯性平台和稳定平台中的应用,并提出了液浮积分陀螺进一步发展需要解决的几个问题.所述内容对今后开展液浮积分陀螺的研究具有一定的参考价值.     

惯性导航系统的寻北原理及其精度分析

详细讨论了惯性导航系统方位对准的物理罗经和数字罗经原理及其对准过程,并推导出了陀螺漂移εx影响寻北精度的计算公式.     

捷联惯导惯性系对准误差分析

针对捷联惯导晃动基座下惯性系粗对准两种不同的计算方法,分析了由陀螺常值漂移和加速度计零偏引起的漂移误差（即平台失准角）、刻度误差和歪斜误差,并推导了这些误差项与惯性元件误差之间关系的解析表达式。结果表明：两种惯性系对准算法的平台失准角具有相同的极限精度,并且与传统解析对准法的精度一致;惯性系对准法的歪斜误差很小可以忽略,但需对姿态阵正交化以消除刻度误差的影响。     

光纤陀螺的应用与发展

光纤陀螺作为惯性技术的核心器件,已经逐渐成为陀螺市场的主流产品。本文根据光纤陀螺的特点介绍了在各个领域的应用,调研了光纤陀螺在国内外的发展现状,并指出了光纤陀螺的发展趋势。     

航天科技集团公司九院13所

正13所、230厂分别是我国最早组建的航天惯性技术专业研究所和精密惯性器件专业制造厂,也是我国航天领域重要的惯性技术产品研制和生产基地。2013年11月,为顺应航天事业发展新形势,航天科技集团公司九院对13所和230厂实施改革重组,所厂携手踏上了打造创新型、开放型、融合型惯性导航科研生产联合体的新征程。目前,13所拥有各类惯性仪表、惯性平台系统、挠性陀螺捷联系统、激光陀螺捷联系统、光纤陀螺捷联系统、MEMS陀螺捷联系统的研发、设计、生产、试验和鉴定能力,是我国惯性技术产品较全、型号应用领域较广的"国家队"。     

激光陀螺捷联惯导系统元件误差自标定技术

通过设计一种实用的激光陀螺捷联惯性导航系统自标定算法,保证在外场使用情况下,能对惯性器件误差(三个陀螺漂移和三个加速度计零位)进行精确标定,确保系统长期使用精度.在完成算法设计的基础上,进行了仿真计算,取得满意的仿真结果.     

水下旋转平台惯导的单点校正算法

为增强惯性器件误差可观测度,满足高精度导航要求,基于平台方位旋转技术,设计了水下旋转平台惯导系统(ARGINS)陀螺漂移的单点校正算法。首先,引入旋转平台惯导的误差方程,利用Laplace变换分析了陀螺漂移和加速度计零位偏置对系统时域特性的影响;其次,设计了针对水下旋转平台惯导的单点校正算法,包括旋转平台惯导的初始对准、状态切换以及方位陀螺漂移的单点校正;最后,对单点校正算法进行了仿真实验。仿真结果表明:该单点校正算法可有效估计和补偿方位陀螺漂移,同时降低东、北向陀螺漂移以及加速度计零位偏置对系统误差的影响,有效抑制后续导航误差发散现象,提高导航精度。     

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...     

用GPS标校平台罗经方位安装误差与航向精度测量

提高实船平台罗经方位安装精度是超视距作战系统的需要 ,为此提出用GPS标校平台罗经新方案。该方案曾在某国制造的导弹艇上首次进行了实船检验 ,取得了圆满成功。主要介绍该方案的具体操作方法、数据处理、误差分析及总结的初步经验。     

陀螺力矩的张量导出

陀螺力矩与科氏惯性力矩关系是一难以理解的问题,本文从教学考虑,应用张量运算清晰地解释了陀螺力矩等于科氏惯性力矩.     

光纤陀螺仪(FOG)技术及发展应用

介绍了当前惯性导航领域一门新型技术光纤陀螺仪(FOG)的基本原理、类型及两种典型光纤陀螺仪的结构,分析了光纤陀螺仪的误差及消除误差的方法,通过介绍光纤陀螺技术发展的过程及世界各主要国家在光纤陀螺实用化方面取得的进展,指出了光纤陀螺仪与其它光学陀螺相比具有的优点及良好的发展前景。