速率捷联惯性测量系统的数学模型及误差标定

分析了导弹速率捷联惯导系统本身产生工具误差的主要因素,建立了速率捷联惯性测量系统的数学模型,给出了利用地球的物理特性对速率捷联惯性测量系统进行标定的方法,最后利用最小二乘分析法,计算出速率捷联惯性测量系统的误差系数,用于在对导弹的制导过程中对工具误差进行补偿,提高导弹的制导精度。     

捷联惯导系统快速自对准误差模型的建立

通过对惯性制导系统两个基本方程的研究,求出了各状态矢量在各坐标系下的微分方程,然后以ψ角法所确立的平台为基准,分别推导得出惯性制导系统各主要状态的微分方程,从而建立了捷联惯性制导系统的误差模型.最后根据静基座捷联惯导系统初始对准的特点对其进行简化,得到了静基座捷联惯导系统快速自对准的误差模型.     

精确制导火箭弹传递对准研究

以常规火箭弹制导化改造过程中弹载捷联惯导的初始对准为背景,研究了利用发射车车载高精度定位定向系统作为主惯导,对火箭弹捷联惯导进行传递对准的速度加姿态匹配方案,介绍了在三轴转台上进行实验验证的方法、过程和结果。实验结果表明,该方案对准精度高、对准时间短、对准机动要求简单,可以有效完成制导火箭弹捷联惯导的初始对准。     

基于惯导和雷达导引头的再入复合末制导方法研究

对基于惯导系统和雷达导引头的再入复合末制导方法进行了探讨研究。提出了通过利用雷达导引头测量信息 ,估计并修正惯导系统给出的战术弹道导弹再入飞行状态参数偏差 ,然后按其具有终端位置和角度约束的制导律实时进行导引控制的再入复合末制导方法。并通过数学仿真分析验证了方法的可行性。     

自适应算法在捷联惯导初始对准中的应用

针对传统的卡尔曼滤波在捷联惯导初始对准中由于系统噪声和量测嗓声方差阵未知时,滤波的精度和快速性不能达到要求,甚至导致发散的问题.提出了一种改进的sage-Husa自适应滤波新算法,建立了捷联惯导系统初始对准误差模型,并在对捷联惯导系统误差模型进行简化的基础上,利用所设计的算法进行了仿真研究.仿真结果表明,改进的滤波算法使对准过程所需时间大大缩短,具有跟踪能力强、稳定性好和精确性高等特点,验证了该方法的有效性和正确性.     

车载捷联惯导/重力匹配/高度计组合导航方法

研究了一种基于捷联惯导、重力匹配和气压高度计进行车载组合导航的方法。建立了重力匹配导航的误差模型,将重力匹配获得的水平位置、高度计输出的高度与捷联惯导输出的对应信息相减作为量测,采用Sage-Husa自适应滤波进行组合导航滤波设计,并针对重力匹配导航非等间隔输出问题,对滤波方程进行了改进。仿真结果表明,该组合导航方法具有较高的导航定位精度,自主性强,抗干扰性好,在军用领域具有良好的应用前景。     

先验有色噪声补偿的卡尔曼滤波组合导航算法

根据飞行器实际情况,将舱内捷联惯导安装等效为弯扭耦合激励扰动下的Timoshenko梁和阻尼弹簧振子混合系统,分析其激励响应获取惯导随机误差中的有色噪声。将有色噪声作为先验信息,通过微分方程描述并导入惯导误差模型,设计增强的卡尔曼滤波组合导航算法,通过仿真飞行验证了算法的稳定性并与传统卡尔曼滤波组合导航进行了对比分析。     

舰载捷联惯导动基座 F-QUEST 初始对准方法

针对目前基于惯性系的捷联惯导动基座对准方法信息利用率不高及矢量观测选取不确定性导致对准精度下降的问题,提出了一种新的舰载捷联惯导动基座滤波四元数估计（filter quaternion estimation,F-QUEST）对准方法。构建了捷联惯导动基座初始对准模型,并利用姿态矩阵链式法则将惯导初始对准转化为姿态确定问题,进而采用 F-QUEST 算法求取姿态矩阵以实现捷联惯导动基座对准。车载试验结果表明：相比传统方法,新方法具有更高的对准精度和更快的收敛速度,水平姿态角误差只需3 s 即可收敛到0．01°。     

激光陀螺及其应用展望

激光陀螺捷联式惯性导航系统在航空、航天和航海领域中正在开始被采用。本文对激光陀螺的主要优点及应用展望作一粗略介绍。着重谈如下三个方面的情况,即斯佩里公司研制的船用火控系统姿态基准MK16MO d 11稳定元件,用于空对地战术导弹中段制导的SLIC-151MU惯性测量装置,以及霍尼韦尔公司研制的用于飞机的LINS激光陀螺惯性导航系统。通过这些系统的介绍可以看出,对捷联式惯导来说激光陀螺所具有的一些独特优点,以及在其它领域中的一些良好应用前景。     

美国海军5英寸弹的GPS/INS制导系统

增程制导弹(增程制导弹药)演示项目是美国德雷珀(Draper)实验室与美国海军水面作战中心达格伦(Dahlgren)分部(NSWCDD)的一个联合技术项目,而计划责任归属于美国海军海上系统司令部海军水面火力支援计划处。该项目以1996年11月开始的四次飞行试验而达到顶峰,这些试验证明了增程与改善精度方面均超过了常规的海军5英寸弹。本文描述了增程制导炮弹演示全球定位系统/微机械惯性测量装置(GPS/MMIMU)的设计、使用和关键的性能问题。全球定位系统/微机械惯性测量装置是美国海军的5英寸增程制导弹演示弹的制导系统。该制导系统将GPS的位置数据与微机械惯性传感器的量测组合形成导航方案,并利用导航数据与预先确定的瞄准点位置来产生制导指令。除GPS接收机与微机械惯性传感器组件(MMISA)外,系统还包括一个g加固的基准振荡器、制导与导航电子装置和电源转换电子装置,所有封装在一个长8.4英寸、直径为4.35英寸的8磅力的筒体内。     

反辐射导弹目标视线角解算抗关机制导方案

提出了一种被动雷达导引头与捷联惯导系统相结合的复合抗关机制导方案。该方案利用捷联惯导系统提供的导弹运动信息及目标雷达关机时导引头的观测信息,对目标视线角进行解算,从而保证导弹在目标雷达关机后仍能继续沿预定弹道飞行,同时保证目标雷达再次开机时导引头对目标的可靠捕获。     

基于强跟踪滤波的捷联惯导/里程计组合导航

针对车载里程计刻度系数受轮胎胎压、温度等的影响实时变化,提出采用强跟踪滤波进行捷联惯导/里程计组合导航。强跟踪滤波利用卡尔曼滤波残差序列相互正交的性质,在线实时调整渐消因子,对突变状态有较强的跟踪能力。提出采用平均速度匹配方法以消除载车振动及里程计量化误差对组合导航的影响,同时将杆臂误差列入状态量,消除不准确的杆臂在载车转弯时对组合导航的影响,建立了捷联惯导/里程计组合导航模型。进行了实际组合导航跑车试验,结果表明组合导航的定位精度优于1‰D。     

精确制导武器信息化关键技术分析

精确制导技术是精确制导武器的核心技术。为使精确制导武器适应于未来信息化战争需要,精确制导技术发展应以提高武器装备信息化含量和智能化水平、增强远程精确打击能力为重点,解决多模复合制导、捷联惯导(INS)与卫星导航(GPS)组合中制导及战场信息系统等关键技术。     

小波分析在SINS解析粗对准中的应用

给出了捷联惯导系统(SINS)解析粗对准时的捷联矩阵算法和相应的误差角公式,论述了基于正交小波的信号分解理论.对惯性器件的输出信号进行了功率谱分析并进行了小波变换分析处理,有效地滤波了干扰信号和随机噪声,减小了漂移误差角,大幅度地提高了粗对准的精度.     

Unscented粒子滤波算法在合成孔径声纳组合导航中的应用

研究了基于捷联惯导(SINS)、多普勒声速剖面仪(ADCP)的水下组合导航方法。建立了基于四元数的SINS/ADCP误差模型。针对一般粒子滤波算法中存在的粒子退化问题,对Unscented粒子滤波算法进行了研究,并应用于SAS导航模型。算法采用Unscented卡尔曼滤波(UKF)引入了最新观测量来产生粒子滤波(PF)的建议密度分布,提高了状态估计的性能。仿真结果表明:在SAS复杂的运动情况下,UPF算法比传统粒子滤波算法具有更高的精度。     

基于最小误差模型估计的地空导弹飞行试验数据相容性检验

提出了基于递推最小模型误差估计(RMMEE)的地空导弹飞行试验数据相容性检验的方法,该方法采用导弹位置和弹体角位移测量,不仅能在线重构六自由度弹道参数,而且能估计捷联惯导的动态误差,从根本上克服了Klein模型的局限性。该方法对导弹速度、位置估值的初值不敏感,即使存在较大的捷联惯导动态误差,仍具有良好的收敛性和稳健性。     

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.     

基于MVEKF的空地反辐射导弹被动定位研究

采用捷联惯导系统的空地反辐射导弹在攻击过程中,容易因敌雷达突然关机而丢失目标,针对此问题,研究了新的抗目标雷达关机制导方法,该方法将修正极坐标系下的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法在修正协方差扩展卡尔曼滤波(MVEKF)算法应用于目标雷达被动定位。仿真结果表明,与EKF算法相比,MVEKF算法是一种性能良好的滤波方法,可以用于解决空地反辐射导弹对目标雷达的被动定位问题。     

捷联惯导系统半实物仿真振动试验方法

本文给出了战术导弹用的捷联惯导系统在飞行条件下,三个正交方向同时有振动过载作用时,回答系统是否能够正常工作,导航性能如何的半实物仿真振动试验方法。阐述了完成该次仿真试验所应当具备的条件,所应当完成的试验准备工作,并简述了试验步骤。最后给出了工程实例。     

战略导弹惯性/星光复合制导技术研究

以Kalman滤波为基础,研究了惯性/星光复合制导系统的原理和特点,并对系统进行了计算机仿真。通过将惯导系统和星敏感器所测得的战略导弹相关姿态信息进行数据融合,估计出复合制导系统的误差状态量,进而修正惯导系统的位置、速度和姿态角误差。仿真结果表明,采用惯性/星光复合制导可以有效地提高战略导弹的姿态精度。