捷联惯组测试性能分析评估技术研究

捷联惯组测试性能分析评估以捷联惯组加速度计位置标定静态误差模型为基础,建立了捷联惯组安装误差模型,分析位置标定原始数据,从而分离惯组与转台之间的安装误差,以评估捷联惯组的测试性能,确保捷联惯组的测试精度及测试结果的可信度.该技术作为"惯组性能分析评估系统"的重要组成部分得到了验证和应用.     

无陀螺捷联惯导系统角速度解算方法研究

传统的捷联惯导系统通常用陀螺仪测量载体的角速度,无陀螺捷联惯导系统用加速度计代替陀螺仪,从加速度计输出的比力中解算载体的角速度,角速度的解算精度决定了无陀螺捷联惯导系统的性能及能否在实际中得到应用。分析了一种12加速度计配置方式的无陀螺捷联惯导系统的角速度解算方法,并将卡尔曼滤波技术应用于角速度解算,提高了角速度求解精度。     

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°。     

美国激光捷联惯导技术发展现状

本文是在对美国捷联惯导基准和测试系统考察的基础上,重点介绍了美国霍尼韦尔军事电子部门生产的激光陀螺捷联惯导系统和由其构成的低成本综合飞行器控制系统、客错系统与组合导航系统,以及它们的组成、性能特点、主要技术指标、应用和发展概貌等,并简要介绍了捷联惯导系统的测试设备。最后,对我国捷联惯导技术今后的发展趋向提出了一些肤浅的看法。     

基于正交试验法的冗余捷联惯组故障诊断实验方法研究

冗余捷联惯组是运载火箭控制系统的重要设备,需要对其进行故障检测和隔离以保证系统正常工作,所应用的故障检测算法需要进行有效性评估。由于惯组器件配置和故障形式的多样性,所有故障情形进行逐一测试不可能的,因此提出利用正交试验法安排实验,对广义似然比故障检测算法进行性能检测。试验结果表明应用正交试验实现了故障情形的良好覆盖性,有效减少了试验次数,并且从测试数据中验证了故障检测算法的有效性。     

冗余捷联惯组信息容错管理算法

对于单机多表斜置冗余捷联惯组的故障诊断、隔离和重构,提出无迹卡尔曼滤波结合三交叉容错融合方法。考虑各误差项,对不同的冗余配置建立统一数学模型。通过三交叉重构模型的设计可快速隔离一度故障并输出正确结果,对被隔离的故障表各误差系数采用无迹卡尔曼滤波方法标定,可辨识因误差系数改变而引起的软故障。以单机五陀螺的两种误差系数软故障为例仿真验证了冗余捷联惯组信息容错管理算法的正确性。     

灰色关联判断矩阵的捷联惯组误差系数权重分析

针对捷联惯组误差系数对制导武器打击精度影响的差异,并结合实际样本数据为小样本的情况,提出了基于灰色关联判断矩阵的权重分析方法.利用灰色关联法分析计算捷联惯组误差系数与落点偏差的关联度,基于关联度确定矩阵元素,进而建立判断矩阵,最后应用归一化方法计算误差系数的权重.实例证明,灰色关联判断矩阵法能有效降低人为因素的影响,提高捷联惯组误差系数权重计算的精确度.     

基于时序主成分分析的捷联惯组稳定性评估

针对捷联惯组稳定性评估研究中,缺少客观的评估模型,不能深入的刻画出捷联惯组在使用过程中稳定性变化规律和不能很好确定稳定性较差的误差系数。提出利用时序主成分分析法,建立一个综合评价模型,结合惯组的履历信息和历次测试数据,对惯组稳定性进行评估。实例分析表明,综合模型能够较好描述惯组稳定性变化,特别是反映惯组稳定性有异常变化的情况;并从主成分综合影响度的角度,确定惯组稳定性较差的误差系数。     

捷联式速率陀螺仪漂移误差的分析和估算

本文从比较平台式与捷联式惯导系统的陀螺仪角度出发,叙述了飞行器捷联惯导系统对陀螺仪性能的要求;推导了动态环境下捷联速率陀螺仪的数学模型及其漂移误差的数学模型;对漂移误差进行了分析,并给出了漂移误差的表达式;最后,用平稳随机过程理论估算了动态环境下捷联速率陀螺的动态误差。     

一种捷联惯导系统姿态测量新算法的应用研究

为改进捷联惯导系统姿态矩阵的解算、实时计算等问题,本文引入四元数三阶泰勒展开递推式作为捷联惯导系统的姿态更新算法,着重解决了使用三阶泰勒展开递推式进行姿态计算的方法,并对某陆地捷联惯导系统的量测数据,用C语言进行了相应的仿真.本文的工作为改进捷联惯导系统算法提供了参考依据.     

改进的四陀螺冗余捷联惯组故障诊断与隔离方法

四个陀螺和四个加速度计构成的冗余捷联惯组系统,采用等价空间法——广义似然比法、最优奇偶向量法进行故障诊断与隔离时,会出现不能正确隔离出故障仪表的问题。分析后得出,存在一个余度时,等价空间法只能诊断出故障,而无法隔离故障仪表,这是由等价空间法的原理决定的。小波变换可对信号进行多尺度分析,能够准确地找出信号奇异点——幅值突变和频率突变等。基于以上问题,利用小波变换对突变信号敏感的特性,提出等价空间+小波变换的组合方法,对四陀螺冗余捷联惯组进行故障诊断与隔离。数字仿真试验证明:对于阶跃型故障,该组合方法能诊断故障并能成功进行故障隔离。     

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。     

一种低精度捷联式惯导系统初始对准方法

捷联式惯导系统的对准,是指在系统进入工作前建立姿态矩阵的初始值。针对低精度捷联式惯导的初始对准,提出了基于捷联式惯导系统和双天线GPS测向系统组合的初始对准方案,并着重推导了失准角和陀螺常值漂移的计算过程,最后利用最小二乘法进行了实验验证,结果表明方法可行。     

用捷联惯性测量组合确定宇宙飞行器空间位置的计算方法

应用捷联惯性测量组合,确定宇宙飞行器空间位置的计算方法。 捷联惯导系统的发展,引起了我们对计算技术和确定宇宙飞行器空间位置计算方法更大的注意[1]。在这方面,首先要考虑应用四元数（K_BaTEPHNOH）,方向余弦和固有欧拉方程的可能性。因为完全再现飞行条件是非常困难的,所以根据数字模拟结果所得的方法多半都是《经验》公式,虽然在文献[2]中所作的解析和试验结果肯定了四元数的应用,但是在捷联惯导系统中对算法阶数和重复速度的选择问题,仍是一个有待解决的问题,对于宇宙飞行器的导航系统特性来讲,更是如此。     

车载激光捷联惯导系统的快速初始对准方法

首先建立了捷联惯导系统的误差模型,并对系统的误差模型进行了可观测性分析,然后针对车载激光捷联惯导系统的特点,采用卡尔曼滤波方法,对姿态误差角进行了估计,给出了方差仿真曲线.通过计算机仿真结果的分析,提出了一种快速估计方位失准角的方法,从而大大缩短了初始对准时间.仿真结果表明将该方法应用于车载激光捷联惯导系统初始对准中是有效的.     

基于模型参数辨识的动力调谐陀螺故障诊断方法

提出了基于动调陀螺转子动力学模型参数辨识的陀螺故障诊断方法 ,详细探讨了其中的关键技术 ,并以某型捷联惯导系统中的动调陀螺为对象 ,在实测信号的基础上进行了故障仿真与实际诊断。结果表明该方法能有效地诊断动调陀螺故障 ,具有一定的实际应用价值 ,并为陀螺故障诊断研究提供了新的途径和思路。     

载体姿态角与SINS位置误差的关系研究

为了研究载体姿态角对捷联惯导系统位置误差的影响,建立了静基座捷联式惯导系统的力学编排及误差方程,并通过仿真实验研究了载体在不同姿态角条件下捷联式惯导系统的经度误差随时间的变化规律。仿真实验结果表明:载体姿态角对捷联式惯导系统的经度积累误差影响较大,在[0°,5°]范围内,载体航向角对经度误差漂移的影响最大,载体横滚角次之,载体俯仰角最小。     

基于EV模型的惯导平台误差分离方法

针对惯导平台误差分离过程中输入输出观测数据均含有噪声的问题,应用基于EV模型的总体最小二乘方法进行误差分离.给出了惯导平台的误差模型及误差观测方程,介绍了EV模型及总体最小二乘方法,分析了利用车载试验进行误差分离时平台的安装方式以及所需的外测信号等问题.应用最小二乘法和总体最小二乘法进行仿真对比研究.仿真结果表明,基于EV模型的总体最小二乘法对惯导平台的误差系数分离精度较最小二乘法要高.     

多目标攻击导弹捷联惯导的传递对准

在分析中距复合制导空空导弹捷联惯导传递对准的基础上,提出由机载火控系统根据导弹发射包线计算发出开始捷联惯导传递对准精对准的时刻,导弹惯导提前进行传递精对准的方法。利用此方法可以解决机载武器系统多目标攻击空空导弹传递对准满足连续发射多枚导弹实时性要求的问题。最后,在单目标情况下就开始传递对准时刻包线给出了算例。     

捷联式惯性导航系统误差处理技术的新进展

捷联式惯性导航系统误差处理的研究在近年来取得很大进展 ,相继出现了一些新思想、新算法、新技术。首先对捷联惯导系统误差模型的研究现状作了系统总结 ,然后对捷联式系统姿态算法和误差处理技术进行了归纳和分析 ,重点介绍了近期出现的几种新技术 ,最后提出了捷联惯导系统误差处理技术的研究方向。