导航与控制

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徐德坤, 王自杰, 戚堂有, 黄飞东

导航与控制. 2010, 9(4): 1-4. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2010.04.001

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圆锥误差是捷联惯导系统,特别是激光陀螺捷联惯导系统重要的误差源,为提高激光捷联惯性系统的导航精度,防止姿态误差的积累,本文研究了圆锥补偿算法和圆锥补偿误差特性,给出了常用的8种圆锥补偿算法,针对激光陀螺惯组的实际应用背景,开展了弹道仿真研究,给出了圆锥误差对激光陀螺捷联惯导系统导航精度的影响和补偿修正的效果。

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一种用于舰船CNS/RLG SINS组合导航系统校准的分段估计方法研究

陈建国, 练军想, 张伦东, 吴美平

导航与控制. 2010, 9(4): 5-9. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2010.04.002

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分析了“天文测姿+惯性导航”组合导航滤波模型的可观测性问题,在状态不完全可观的条件下,提出采用分段滤波的方法可以分别对加速度计误差和陀螺漂移误差进行有效估计,此方法仅要求每段滤波开始前外部提供一次准确的初始位置和速度信息。结合舰载导航需求背景,设计仿真模型。仿真结果表明:采用分段滤波方法,加速度计常值偏置和陀螺常值漂移均可以得到充分估计;对惯性器件误差进行标校、补偿后,24小时的位置误差可由补偿前的3.6海里减小到补偿后的0.5海里。

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高动态环境下舰载子惯导系统分段对准方法

周敬国

导航与控制. 2010, 9(4): 10-14. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2010.04.003

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本文在分析惯导系统现有对准方法的基础上,对于拥有高度动态性能的广泛一类的受控运动体提出了一种分段对准方法和算法,分析了所提出方法可达到的精度和为达到所指出精度所需要的时间。

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高精度舰载惯性导航系统的重力影响研究

卢鑫, 练军想, 吴美平

导航与控制. 2010, 9(4): 15-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2010.04.004

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舰载的高精度惯性导航系统中,重力误差补偿的精度与导航的精度息息相关。长航时舰载导航系统,与短航时惯性导航系统相比,重力扰动随时间积累对导航精度的影响更加明显,因此不能再用简单的重力模型对重力进行近似,而需要对重力扰动误差进行补偿。本文针对舰载高精度惯性导航,理论上推导了重力扰动误差对惯性导航精度的影响,并以北向单通道模型对重力扰动误差与水平定位精度的解析关系式进行验证;进而用simulink仿真验证解析关系式的正确性,并在不同条件下进行了仿真。仿真结果表明:静态条件下,20小时以上的长航时导航中,北向或东向重力扰动分量每增加10mgal时,对应位置误差范围约增加130m。

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车载武器惯导系统传递对准技术研究

马志强, 魏鹏, 杨功流

导航与控制. 2010, 9(4): 22-26. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2010.04.005

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针对车载武器捷联惯导系统动基座传递对准问题,研究了传递对准的基本原理,建立了地面武器弹载子惯导系统(SINS)动基座速度匹配传递对准的误差模型,并考虑SINS的惯性器件误差。采用了零速校正方法用以提高载车主惯导系统(MINS)的导航精度。根据速度匹配传递对准原理,推导了速度匹配方式下MINS与SINS导航解算速度之差的量测方程。在此基础上,设计了一种传递对准卡尔曼滤波器,并进行了仿真研究。仿真结果表明:SINS速度匹配传递对准在短时间内即可估计出SINS的水平失准角,对准精度可达到0.4＇以内,方位失准角在经过多次零速校正过程中的加减速机动后,对准精度达到0.7＇以内。

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平台惯性导航位置更新中的改进算法研究

陈计辉, 熊智, 于永军, 张丹, 刘建业

导航与控制. 2010, 9(4): 27-31. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2010.04.006

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平台惯导系统由于其精度高的优势,在成熟的军用武器和航天设备中仍占有较高比重。导航计算机的运算能力是影响平台惯导实时性和精度的重要因素。本文对比分析了单、双精度浮点处理器计算特性,研究了其对平台惯导导航计算精度的影响;在此基础上,为提高单精度浮点处理器下平台惯性导航精度,提出了将经纬度分解成全量、大量、小量进行运算的改进计算精度的方法,从导航计算原理角度推导了导航计算中经、纬度的改进计算方法。仿真结果表明:改进后的平台惯导计算算法在单精度浮点处理器下,可以在保证运算实时性的同时,有效提高平台惯导精度,水平定位精度提高两个数量级。

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利用PLC实现动中通的集中控制

杨帆, 赵书伦, 徐毅

导航与控制. 2010, 9(4): 32-36. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2010.04.007

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本文针对动中通的集中控制需求,设计了一种基于PLC的控制系统,目的在于解决当前控制系统的可靠性不高、不便操控、性能不稳定等问题。介绍了以松下的FPX系列晶体管输出型的可编程控制器(PLC)为核心的动中通集中控制系统,详细描述了系统的硬件组成及软件结构,包括PLC与人机界面(HMI)联机通信,实现人机对话,全方位管理和监控动中通系统的工作状态,对出现的故障实时报警。

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卡尔曼/粒子组合滤波在GPS/INS组合导航中的应用研究

袁俊刚, 范胜林, 刘建业, 彭天浪

导航与控制. 2010, 9(4): 37-40. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2010.04.008

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在非线性模型和非高斯噪声条件下,粒子滤波在GPS/INS组合导航系统的观测精度较低时能取得较好的滤波结果,但在高观测精度情况下会导致滤波发散。针对这一问题,在分析了基本粒子滤波器算法原理的基础上提出一种卡尔曼/粒子组合滤波方法,将状态向量分为线性部分和非线性部分,分别用卡尔曼滤波和粒子滤波估计,既保证了简化后滤波算法的结果不会变差,又将运算量大大降低,仿真试验表明,组合滤波器能够获得较高的滤波精度,满足实际的导航要求。

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基于里程计的捷联惯导行进中对准方法研究

刘飞, 杨功流, 周卫宁

导航与控制. 2010, 9(4): 41-45. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2010.04.009

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针对车载惯导系统快速性、机动性的要求,设计了一种基于里程计组合车载惯导系统行进中的初始对准方案。详细推导了行进间捷联惯导系统的误差方程、里程计速度误差方程。利用正交向量法完成在振动基座下惯导系统的粗对准;在粗对准的基础上,利用Kalman滤波技术完成车辆行进过程中的精对准。根据不同状态提出不同的数据预处理方式以提高对准精度。验证表明不需要对载体提出任何机动要求,10分钟内完成初始对准,方位对准精度达到3角分。

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浅谈微加速度计的整流误差

万蔡辛, 李丹东, 张春京

导航与控制. 2010, 9(4): 46-49. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2010.04.010

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为明确微机械加速度计在振荡输入过程中直流输出的情况,着重分析了静电力反馈电容式微加速度计振荡频率低于微加速度计带宽和在微加速度计带宽附近两种情况下的失衡机理。为说明微加速度计与传统加速度计的整流误差差异,对两种整流误差的情况进行了半定量计算。本文的结论说明了微加速度计与石英挠性加速度计等传统惯性仪表在整流误差方面的区别;在此基础上,引申出由于整流误差决定不同种类的微加速度计有着不同标定要求和适用范围的结论。

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捷联惯性测量装置陀螺仪零次项误差温度补偿方法

杨友超, 王爱华, 魏宗康

导航与控制. 2010, 9(4): 50-52. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2010.04.011

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为满足捷联惯性测量装置快速启动的要求,研究了陀螺仪零次项误差随温度变化的规律,建立了陀螺仪零次项误差随温度变化的模型,提出了一种可以使用软件对温度带来的误差实时进行补偿的方法,并通过试验验证了温度模型的准确性和补偿方法的有效性。

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激光陀螺电路系统研究进展概述

李俊, 何婕

导航与控制. 2010, 9(4): 53-57. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2010.04.012

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近几年,激光陀螺在产品数字化、小型化方面有较好的发展,为其在军用领域和商用领域广泛应用打下坚实基础。纵观国内外发展情况,激光陀螺产品小型化发展进程,主要体现在其电路系统方面的改进。电路系统的发展主要经历了四个阶段:分立元件组成的控制系统,单片机构成的分立控制系统,高性能芯片构成的集成控制系统,单片集成的片上系统。在集成电路和数字处理技术发展的前提下,激光陀螺电路系统的研究也在逐步深入。本文揭示了激光陀螺电路系统的发展方向,这对国内激光陀螺产品的发展有着重要的参考意义,有助于推动激光陀螺数字化、小型化的发展。

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石英振梁式加速度计谐振器的结构设计与仿真

张沛勇, 廖波勇, 李建

导航与控制. 2010, 9(4): 58-61. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2010.04.013

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石英谐振器是石英振梁式加速度计的关键部件,其结构设计的好坏直接影响石英振梁加速度计性能的好坏。本文从切型的选择、电极的设置等方面阐述了石英谐振器结构设计的方法,并利用ANSYS有限元软件对石英谐振器结构的模态、力频特性和压电效应进行了仿真和分析,验证了理论模型的正确性,同时为设计不同用途的石英振梁式加速度计提供理论依据。

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石英挠性加速度计组合温度误差补偿模型

李文贤, 吴美平, 潘献飞, 杨杰, 张红良

导航与控制. 2010, 9(4): 62-66. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2010.04.014

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热效应是影响捷联惯性导航系统精度的重要因素。通过对加速度计组合温度误差来源的分析,结合大量温度试验,着重分析了温度对加速度计组合安装误差角的影响。试验表明,在对加速度计刻度因子与零偏进行补偿的基础上,加入安装误差角的温度补偿之后,加速度计组合测量精度得到较大的提高,平均提高了近3倍。

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几种新的单路原子磁导引磁场设计和分析

倪晓坚, 蔡体菁

导航与控制. 2010, 9(4): 67-71. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2010.04.015

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原子磁导引利用载流导线产生的磁场与原子相互作用来操控冷原子,针对冷原子操控和传输的要求,提出了双曲线薄板导引、双平行平板导引、三根等边三角形和四根正方形分布载流导线实现对冷原子进行单路磁导引的方案,利用Ansoft maxwell 2D软件计算各导引的磁场分布和沿特殊轴的磁场变化值,分析其导引特点。这几种磁导引都采用通直流电的载流导体,其结构中心位置的场强存在极小值,形成了沿着导引的方向呈现管状磁场分布,适合导引弱场搜寻态的原子。越接近导体表面的地方,磁场梯度越大,所以原子不易与材料的相互作用而被吸引到导体表面造成损耗,而且使用时不需另加控制磁场,在实验中易于实现。

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光纤陀螺反馈回路增益及其线性度的测试方法研究

于海成, 王巍, 李晶

导航与控制. 2010, 9(4): 72-74. https://doi.org/10.3969/j.jssn.1674-5558.2010.04.016

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本文重点论述了一种测试光纤陀螺反馈回路增益及其线性度的方法。在光纤陀螺调制解调电路的基础上,由数字逻辑芯片产生数字信号,经过D/A转换器之后对Y波导施加调制,连续改变调制幅度,获得光路部分干涉输出信号,经过A/D转换器之后进行数字解调,再使用最小二乘法进行拟合,从而可以计算出光纤陀螺反馈增益及线性度误差。简单易行,而且测试精度较高,对于改善光纤陀螺标度因数线性具有较高的工程应用价值。

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MS8000硅微加速度计的测试与分析

齐玉祥, 李丹东

导航与控制. 2010, 9(4): 75-79. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2010.04.017

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硅微加速度计作为一种新型惯性传感器,它在体积、重量、成本、功耗、可靠性和寿命方面都具有传统加速度计无可比拟的优势。本文阐述了MS8000硅微加速度计结构和工作原理,并对其重要性能参数进行了测试和分析。

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2010年, 第9卷, 第4期　刊出日期：2010-08-05

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