导航与控制

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马传焱, 熊智, 柏青青, 刘建业

导航与控制. 2012, 11(4): 1-5. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.04.001

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实现对已选航迹上的状态估计对于航迹规划有重要的指导意义,在干扰大的外界环境中,常规的卡尔曼滤波方法对组合导航航迹状态估计的精度已经不能满足要求,为此本文提出了采用BP神经网络用于组合导航的航迹状态估计。重点描述了BP网络用于航迹状态估计的设计方法,对训练样本的获得以及网络结构的选择给予了详细的介绍。最后结合INS/SAR组合导航的特点,分别采用常规卡尔曼滤波和BP神经网络进行航迹状态估计,仿真结果表明了该方法的有效性和实用性。

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光纤捷联惯性测量组合八点减振与四点减振模式比较

宁晓戈, 张志鑫

导航与控制. 2012, 11(4): 6-9. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.04.002

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对于光纤陀螺捷联惯性测量组合减振设计中常用的八点减振隔振模式和四点减振隔振模式进行分析比较,建立动力学模型,并进行试验验证。可为光纤捷联惯组减振设计和误差分析提供一定的指导。

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舰载武器捷联惯导速度匹配传递对准技术研究

张崇猛, 刘红光, 陈伟, 邹毅

导航与控制. 2012, 11(4): 10-14. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.04.003

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速度匹配传递对准受船体变形影响小,对准精度高,是舰载武器常用的传递对准方法之一。模拟实船情况,对速度匹配传递对准性能进行了深入仿真研究。研究结果表明:(1)速度匹配传递对准不易受船体变形影响。(2)舰船航向机动有助于提高速度匹配传递对准性能。舰船在匀速直航状态下,水平姿态角对准精度能达到0.4′,方位姿态角对准精度2′左右。等效北向陀螺漂移的估计精度能达到80%,等效东向陀螺漂移和加速度计零偏无法估计。舰船在转弯状态下武器惯导各误差量估计精度和估计速度都有所提高,等效东向陀螺漂移和加速度计零偏能够估计出来,估计精度达90%以上。(3)基准信息阶跃变化会干扰速度匹配传递对准性能,引起姿态角估计误差。

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机载激光捷联惯导动基座传递对准试验研究

杜少军, 王轲, 李莉

导航与控制. 2012, 11(4): 15-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.04.004

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飞机从舰上起飞前,机载激光捷联惯导需要借助舰上惯导导航参数完成传递对准。本文对“速度+位置”传递对准匹配方法进行了理论分析和试验研究,对传递对准实时坐标变换、热插拔接口设计、系统时间同步处理、移动式航向传递精度分析和杆臂效应处理等问题进行了讨论,就传递对准的两种模式:线缆式和移动式给出了工程解决方案。

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基于方位旋转调制的平台惯导系统模拟与仿真

王炜, 王旺, 陈亮

导航与控制. 2012, 11(4): 22-26. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.04.005

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为减小惯性器件误差对平台惯导系统的影响,引入了方位旋转调制技术,并对其进行了计算机模拟。模拟结果表明,由于与方位轴垂直的惯性器件误差得到有效调制,惯导系统导航误差降低,导航精度明显提高。

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改进的组合导航算法在MEMS组合导航系统中的应用

周艳丽, 庞晨鹏, 冯强, 单红波, 张承亮

导航与控制. 2012, 11(4): 27-31. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.04.006

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针对MEMS组合导航系统的应用,提出了一种改进的组合导航算法。首先采用零速修正算法对MEMS陀螺仪逐次启动重复性无规律的常值零偏进行补偿;其次,通过分析陀螺仪误差项的构成,提出了一种将卡尔曼滤波器输出的误差估计量P与零速修正的误差量相结合的改进导航算法,引入误差量分配加权思想,实现对系统误差方差阵Q中陀螺仪误差量的在线调节。利用跑车试验数据对算法进行验证,结果表明在MEMS组合导航系统中,与经典的导航算法相比,改进算法的导航精度更高、可靠性更强,是一种能有效应用于实际中的估计方法。

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扰动基座下惯组信号消噪方法对比研究

邓雅麒, 张春熹, 李佳桐

导航与控制. 2012, 11(4): 32-36. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.04.007

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针对捷联惯导系统在扰动基座下对准时,惯组信号中存在干扰角运动和线运动的特点,进行了车载扰动基座初始对准试验,对试验数据进行频谱分析,得到车载扰动基座环境的频域特性。根据分析结果,设计并实现了FIR数字滤波器滤波和小波滤波对惯组信号的消噪,频谱分析和惯性系粗对准的结果显示,这两种方法都能有效地消除惯组信号中的噪声。数据分析显示,小波滤波的效果要优于FIR数字滤波器滤波的效果。

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两种初始对准算法的比较研究

肖振雄, 武元新, 吴文启

导航与控制. 2012, 11(4): 37-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.04.008

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初始对准的精度作为影响惯性导航系统精度的核心因素,一直受到广泛的研究。传统初始对准算法存在对扰动敏感、对准时间长、需要小失准角假设等诸多缺陷。针对传统算法的不足,有学者最近提出了一些思路新颖的初始对准算法,如优化对准算法和基于频域分离算子的初始对准算法。本文对比研究了这两种初始对准算法的基本原理,通过摇摆台实测数据对两种算法进行了验证,对工程应用具有一定的参考价值。

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快速寻北系统中基于α-β预滤波器的惯性器件斜坡漂移补偿

周成, 吴文启, 于化鹏, 郝明

导航与控制. 2012, 11(4): 42-46. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.04.009

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快速寻北系统在不同温度环境下冷启动过程中陀螺和加速度计输出的斜坡漂移及其斜率的逐次启动随机性影响了快速寻北精度。以激光陀螺快速寻北系统为研究对象,设计的α-β预滤波器在粗对准阶段即可收敛,可对陀螺和加速度计输出数据的漂移特性进行实时滤波估计与补偿,其带宽不对基座扰动引起的数据波动特征造成影响,有效消除了精对准过程中陀螺和加速度计斜坡漂移的影响。实验结果表明,激光陀螺快速寻北系统经α-β预滤波后冷启动寻北精度得到显著提高。

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MEMS陀螺零偏温度补偿模型研究

王成宾, 乌萌, 管斌

导航与控制. 2012, 11(4): 47-51. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.04.010

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针对MEMS陀螺工作易受温度变化影响、角速度测量输出误差大、预热时间长的问题,通过大量实验数据分析、总结规律,建立了零偏温度补偿模型,并结合最小二乘法利用多元线性回归技术对模型参数进行了辨识。对比零偏温度补偿前后的试验结果表明,经过补偿后的MEMS陀螺不但测量精度得到提高,其工程应用稳定性也得到增强。

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光纤陀螺反馈通道非线性误差试验仿真分析

董钧, 潘雄, 章博, 张春生

导航与控制. 2012, 11(4): 52-56. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.04.011

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针对光纤陀螺输出中存在死区等问题,对光纤陀螺反馈通道的非线性特性进行了研究,通过理论、实验与仿真分析相结合的方式,得出不同深度的方波调制下非线性误差对陀螺输出精度的影响。理论分析表明,方波的调制深度越深,非线性误差对输出的影响就越剧烈,并给出了非线性误差公式。当输入角速率较小时,这种误差就会较容易地观测出。因而采取设计实验与仿真的方法验证上述结论的正确性,并得到了一致的结论。

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姿态测量中MEMS陀螺输出信号处理方法研究

安佰勇, 周宝鼎, 李勇, 陈亮

导航与控制. 2012, 11(4): 57-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.04.012

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为实现基于MEMS器件的舰船测姿,对MEMS陀螺的输出信号进行研究与处理。在分析MEMS陀螺的输出误差模型基础上,通过经典卡尔曼滤波与鲁棒滤波的理论对比,设计滤波器对其输出信号进行滤波降噪。实验表明:鲁棒卡尔曼滤波方法对于MEMS陀螺输出信号的平滑降噪效果显著。

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轴/径向耦合式球转子非接触式压电作动器的研究

王均山, 沙立, 李繁, 陈超, 严小军

导航与控制. 2012, 11(4): 60-63. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.04.013

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本文提出了一种基于逆压电效应的轴/径向耦合式球转子非接触式压电作动器,由轴向悬浮装置及径向悬浮装置组成,且两者均可形成行波,为球转子提供悬浮力和驱动力。由于轴向悬浮装置和径向悬浮装置的工作模式可进行不同组合,使得被诱发出的声场具有不同耦合强度的悬浮和旋转驱动力,进而球转子可获得不同的悬浮和转速效果,易于对球转子进行状态控制。建立了轴向悬浮装置及径向悬浮装置的有限元模型,对定子进行了动力学分析与设计,确定了结构方案,并加工、制造了样机。通过试验得到了定子的振动参数、轴向悬浮装置的悬浮及驱动特性,结果表明轴向悬浮装置可成功的悬浮和驱动球转子。

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光纤陀螺测斜仪用加速度计数据采集系统

陈淑英, 余建

导航与控制. 2012, 11(4): 64-66. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.04.014

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针对小井眼钻井技术对测井仪器口径的要求,设计了适合小口径测斜仪用的加速度计数据采集系统,采用A/D转换的解决方案,由22位Δ-Σ型AD7716芯片采样模拟信号,并将转换后的结果输入到FPGA,与陀螺和温度数据打包传入DSP,参与导航解算工作。给出了系统的软硬件设计方案和数据采集的软件界面。实验表明,该系统测量精度小于500ug,抗干能力强,满足小口径测斜仪可靠工作的要求。

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环航时电罗经主轴方位自抗扰控制

王旺, 王炜, 安佰勇

导航与控制. 2012, 11(4): 67-69. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.04.015

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由于环航时电罗经主轴方位产生误差且稳定时间较长,影响后续电罗经指向精度,利用自抗扰控制器(ADRC)对其实现自抗扰控制,仿真结果表明,自抗扰控制技术的抗扰动效果优于鲁棒滤波器,且实现简单,可以获得较高的控制品质和理想的控制效果。

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贝叶斯法在惯性平台测试中的应用

孟卫锋, 高璞, 贾天龙

导航与控制. 2012, 11(4): 70-73. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.04.016

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惯性导航系统以其独特优点在航天领域得到了极为广泛的应用。对惯导系统的测试数据进行统计分析和预报,对于航天器的可靠性评估具有重要意义。
对于测试数据在实际应用中存在的小样本问题,本文提出了使用贝叶斯方法对其统计特性进行研究。通过对惯性导航系统测试数据的先验信息、总体信息和样本信息进行结合,利用贝叶斯方法得到对应的验前分布和验后分布,并在验后分布的基础上进行统计估计,减小了小样本条件下的统计误差。同时,通过此方法对惯导系统测试数据进行置信区间的计算预报,为惯导系统的误差补偿、故障诊断提供了一个参考依据和途径。

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双目视觉系统的立体标定与校正

任继昌, 杨晓东

导航与控制. 2012, 11(4): 74-76. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.04.017

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双目视觉系统的立体标定与校正是立体视觉的重要环节,也是研究的关键领域。本文简述了图像、摄像机坐标系和世界坐标系及其相互之间的关系,给出了摄像机标定、立体标定与校正的基本原理;在完成单个摄像机标定的基础上进行了立体标定,并应用Bouguet算法进实现了双目视觉系统的立体校正,得到了双目视觉系统的重要参数旋转矩阵与平移向量,并将双目视觉系统校正为数学意义上的前向平行对准结构。

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战略导弹制导系统及其发展展望

马治明, 李俊荣, 万朝阳

导航与控制. 2012, 11(4): 77-79. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5558.2012.04.18

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战略导弹的作战性能与其制导系统密切相关,通过研究美苏(俄)在不同时期战略导弹中采用的三种制导系统的工作原理和特点,分析了未来战略导弹制导系统研制和发展中应着重考虑的五个方面。分析表明,深化发展惯性制导是基础,研究全程复合制导是关键。

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2012年, 第11卷, 第4期　刊出日期：2012-11-05

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