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  • 简介:Unscented卡尔曼滤波(UKF)是一种新的非线性滤波算法,将其引入到GPS/DR系统的滤波中,并针对系统模型的特点对原UKF算法进行了简化,建立了新的滤波方法.仿真结果表明,同EKF相比,UKF的滤波精度和稳定性都显著提高了,还可避免计算烦琐的Jacobi矩阵,真正实现了低成本、高精度的导航定位要求.

  • 标签: 组合导航 UNSCENTED卡尔曼滤波 车载导航 JACOBI矩阵 定位精度
  • 简介:传统的捷联惯性导航算法求解比力积分项采用了一阶近似方法,近似误差对高精度导航应用的影响是不可忽略的。为消除近似误差,提出了一种改进的捷联导航算法。惯性坐标系中,将速分解为比力速与重力速两部分,求出了能够完全补偿动态误差的比力积分变换项解析表达式,在此基础上得到了比力速的精确解,并将其求解方法扩展应用于重力速,不改变传统导航算法实现框架的前提下,设计了高精度的捷联惯性导航算法。改进导航算法的精度与对偶四元数导航算法一致,而其实时性却与传统导航算法相当,获得了整体性能上的优势。

  • 标签: 捷联惯导系统 比力地速 重力地速 比力积分项 动态误差
  • 简介:为了实现光纤陀螺组合小型、低成本和高精度,进行了三轴一体光纤陀螺样机的研制。该样机包括光学表头和陀螺解算电路两部分,其中,三个安装在三维空间正交支架上的敏感线圈共用一个光源,并且和其它独立的光学器件组成光学表头。陀螺解算电路由一块FPGA芯片处理三路探测器输出信号,输出与角速度成正比的数字信号。与传统光纤陀螺组合相比,三轴一体光纤陀螺的组合结构缩小60%,成本降低20%,功耗降低一倍,但制作工艺较复杂。经过测试,其性能和单轴陀螺相当。此项研究技术可广泛应用于对体积要求严格的战术型号上。

  • 标签: 光纤陀螺 信号处理 三轴一体化 线圈
  • 简介:本文讨论了测试转台全数字系统设计方法,并成功应用于某型单轴测试台。实验结果表明,全数字控制系统设计能够有效避免模拟控制中的积分漂移和无刷力矩电机的干扰噪音,可保证位置控制精度达到±1",最低平稳速率达到0.0001deg/s。

  • 标签: 测试转台 数字控制 系统设计
  • 简介:讨论了一种适用于双轴测试转台的全数字控制系统结构。该系统采用了多单片机并行实现的主从分布式控制方法,不仅大大简化了系统硬件设计,提高了可靠性;而且其控制器完全由软件来实现,易于实现模拟电路难以实现的复杂的控制规律;同时也为不改变硬件的前提下进一步扩展系统功能,改善系统的动、静特性提供了基础。实验表明,文中提出的全数字控制系统结构完全能满足双轴测试转台的控制需要。

  • 标签: 测试转台 数字控制
  • 简介:研究了多传感器信息融合技术地形辅助/惯性/GPS组合导航系统中的应用,并在此理论基础上,采用一种新的仿真方法研究该组合导航系统,即采用多种高级语言混合编程,对该组合系统进行可视仿真.仿真结果表明:采用联合滤波器的地形辅助/惯性/GPS组合系统具有较高的导航精度,最终达到可视仿真研究的目的,从而对组合系统性能的研究起到了积极的推动作用.

  • 标签: 组合导航系统 可视化仿真 信息融合 联合滤波器 TAN/INS/GPS 航空导航系统
  • 简介:-相关辨识法是利用相关函数的某些推导结果,从被测信号中提取某个指定周期信号幅值和相位信息的辨识方法。它类似于电子电路中的跟踪滤波器。转台装配及使用过程中需要调节(减小)转动休的不平衡量,利用相关辨识原理可以准确辨识转体不平衡量的大小及方向。这种方法可以应用在自动平衡系统中。

  • 标签: 相关辨识法 自动平衡系统
  • 简介:以近空间尖前缘高超声速巡航飞行器的研制为背景,作者在前一阶段采用模型理论分析方法,陆续研究了沿微钝前缘驻点线的化学非平衡流动和气动加热相似律,文章是上述研究的综合回顾和深化讨论.稀薄条件下,驻点附近流动和传热出现一系列与连续流动模型不同的新特征,超出了经典气动热预测理论的适用范围.作者建立了一个沿驻点线能量传递和转化的广义模型,并分别推导了具有实际物理意义的边界层外离解非平衡流动判据和边界层内复合非平衡流动判据.基于这些判据构建了预测非平衡流动驻点气动加热的桥函数,并讨论了稀薄非平衡真实气体流动和气动加热的相似律,发现新型近空间尖前缘飞行器遭遇的气动热环境不同于传统大钝头航天器再入问题,传统的天地换算相似准则将会失效.这些理论分析结果可为稀薄非平衡化学反应流及气动加热的实验和计算提供一个标模检验的手段.

  • 标签: 稀薄气体效应 真实气体效应 化学非平衡流动
  • 简介:由于生物微环境中存在各向异性等复杂物理因素影响,纳米颗粒在其中的扩散运动表现出反常的特征.反常扩散与生物微环境的功能实现有重要的关联,同时也是流体力学微纳尺度方向的重要扩展.该综述系统介绍了近年来反常扩散研究的进展,从物理模型、数值模拟、测量方法及实验现象等方面揭示了纳米颗粒复杂生物介质中的反常扩散机理及特征.该问题在微纳尺度流体力学、生物物理等领域是研究的热点,在理论上和实验时仍有重大挑战,有待进一步深入研究.

  • 标签: 纳米颗粒 反常扩散 微纳流动 复杂生物介质 纳米输运
  • 简介:立方星的姿态测量与控制系统常采用磁测磁控结合偏置动量轮的方案,整星剩磁干扰力矩是影响姿态控制精度的重要因素之一。提出了一种利用磁强计实现剩磁矩轨辨识与利用磁力矩器实现剩磁矩主动补偿的新方案:基于磁强计输出和卫星姿态动力学建立了剩磁矩轨辨识模型,并利用采样滤波器(UKF)提高单磁强计条件下的辨识效果;把控制对象简化成线性定常系统,分析了剩磁干扰力矩对姿态的影响数学模型,并针对磁力矩器和磁强计分时工作的特点,基于叠加性原理提出了基于角速度的剩磁矩主动补偿算法。仿真研究表明,1000s内剩磁矩轨辨识精度为0.001A×m~2量级,主动补偿后,偏航角、滚动角与俯仰角控制误差分别从4.3°、4.6°与2.1°均减少至0.4°以内。提出的方法为类似配置卫星减少剩磁干扰力矩的影响提供了一种新思路。

  • 标签: 剩磁 姿态测量与控制系统 在轨辨识 剩磁补偿
  • 简介:鉴于整周模糊度的快速解算是GPS载波相位测姿的一个主要技术难题,从系统实时性、动态性要求出发,给出了一个整周模糊度的快速解算的新方法.其主要特点为:利用三角函数约束条件减少模糊度搜索范围,优选指标不受基线运动状态影响,可利用多历元动态基线数据进行平差.实验结果验证了该算法的有效性.

  • 标签: 整周模糊度 GPS 解算 载波相位 基线 平差
  • 简介:为了提高捷联惯导系统的对准精度和收敛速度,提出了一种基于Sage-Husa自适应滤波算法的初始对准方法。针对方位小失准角的情况,推导出精对准误差模型和自适应Kalman滤波方程。常规Kalman滤波算法,噪声统计特性已知的情况下,使用比较方便;多数情况下,噪声统计特性是处于未知状态,从而引入自适应Kalman滤波算法。它利用观测到的数据自动进行噪声统计特性的在线估计和修正,使系统达到最佳的滤波效果。通过仿真验证,该自适应滤波算法有效提高了收敛速度和对准精度。

  • 标签: 卡尔曼滤波 捷联惯导系统 初始对准 精对准 自适应滤波
  • 简介:本文介绍了将数据压缩和最优滤波器相结合的最优估值方法,该算法通过对获得的一批N个数据进行最优估值,可以有效抑制观测噪声,并能对零均值有色噪声进行平滑,应用该算法设计的空中发射导弹传递对准仿真结果表明,同一般卡尔曼滤波相比,当传递对准中观测噪声较大时,存在振动干扰情况下能提高对准精度,缩短对准时间,而且还能解决滤波计算频率同数据采集频率的匹配问题。

  • 标签: 传递对准 滤波器 批处理 观测噪声 陀螺常值漂移 数字仿真
  • 简介:惯导固有原因使得载体长时间航行累积大量误差.可通过重力梯度量测与惯导组合导航方法来修正导航误差.先对重力梯度仪与惯导组合导航原理进行阐述,提出重力梯度仪辅助INS(GAINS)的系统框架图,对导航用重力梯度图和重力梯度仪进行分析,设定组合量测方程.然后根据状态空间方程的特点,提出使用边缘Cubature粒子滤波(CPF)进行融合估值.通过理论方法证明其对方差的减小,同时给出算法流程.相同条件下与已有APO-PF算法仿真进行经纬度RMSE结果对比,表明该算法估值精度更高;并用CEP对导航误差研究,得到性能较低的惯导条件下、梯度仪1E2和10E2噪声下4h的CEP数值分别为0.044nmile和0.072nmile的结果.最后对状态方程简化,定性分析出其余状态量的估值效果.

  • 标签: 重力梯度仪辅助惯性导航系统 边缘滤波 状态分解 Cubature粒子滤波 圆误差概率
  • 简介:将小波分析技术应用于数据预处理,利用小波变换对GPS相位观测值进行小波分解,可将GPS观测值分解为不同的频率成分,通过一定尺度上的带通滤波器进行滤波,就可以将特定的频率成分提取出来,而将其它成分滤去,从而有效消除或削弱多路径效应及观测噪声的影响,提高GPS数据处理的精度。并运用Matlab语言进行了编程实现,对比不同基线长度下小波变换前后的预处理精度估值可知,经小波变换后的精度估值有了一定提高,表明了该方法的有效性与可行性。

  • 标签: GPS 小波分析 多路径效应 数据预处理
  • 简介:介绍了约瑟夫逊结原理及其制作方法,在此基础上对超导量子干涉仪测量磁场的基本原理作了阐述,同时就其超导陀螺仪中的实际应用方面作了实例说明.结果表明这种仪器测量弱磁场的精度很高,技术也已成熟.

  • 标签: 超导量子干涉仪 约瑟夫逊结 超导陀螺仪 弱磁场测量
  • 简介:传统的扩展卡尔曼滤波方法要求对非线性系统近似线性,有可能会引入较大的模型误差.应用粒子滤波解决了这一问题.该算法可以直接应用于原系统的非线性模型当中,并且不需考虑系统噪声和量测噪声是否为高斯白噪声,都能得到很好的滤波效果.文中介绍了粒子滤波的理论基础-贝叶斯估计及具体的实现方式-蒙特卡罗方法;指出粒子滤波存在的退化问题,并从减小退化现象入手将重要性采样和再采样方法引入到算法之中;最后阐述了粒子滤波导航系统中的一些应用.

  • 标签: 粒子滤波 贝叶斯估计 蒙特卡罗 组合导航 初始对准