简介：为了提高非线性卫星姿态控制系统的滤波性能,在建立了采用磁强计及太阳敏感器的卫星姿态模型的基础上尝试了新兴的粒子滤波（PF）算法对卫星系统进行姿态估计,进而对采用矢量观测的三轴稳定卫星的姿态确定问题进行了滤波算法的实时仿真,并将四元数转换成旋转矢量引入了粒子滤波算法,最后给出了卫星模型在不同粒子数目下的滤波性能比较,并在系统初始误差较大的情况下将粒子滤波算法与EKF滤波算法进行了滤波性能的对照。仿真结果表明,粒子滤波算法对粒子数目具有明显的依赖性,但是当粒子达到一定的数目时,粒子滤波的精度以及滤波稳定性都可以得到保证,尤其是在系统初始误差较大的情况下粒子滤波算法更显示了其优于EKF算法的滤波性能。

简介：以小型无人机航姿测量系统的微小型化为背景,利用MEMS惯性测量元件研制了一种低成本微型航姿测量系统。针对MEMS器件用于载体航姿测量时精度低、易发散的问题,提出一种计算量小、实时性强的加速度信息、磁场强度信息、陀螺信息的融合方法。采用卡尔曼滤波器对系统的俯仰角、滚转角和航向角的误差进行最优估计;设计数据融合的判别准则,并根据判据的判断结果调整卡尔曼滤波器中的量测信息,使系统可用于小型无人机的定高自主飞行。实验结果表明,系统输出航姿的更新频率可达100Hz,航姿测量误差小于0.6°,航姿标准差小于0.09°;将其应用于某小型固定翼飞行器的飞行控制系统中进行自主飞行实验,完成了预定的飞行任务。

简介：零长弹簧作为高精度重力敏感器的核心元件，其温度场分布直接影响重力敏感器的测量精度，由于弹簧结构特殊，为了研究其传热特性，提出建立零长弹簧传热的等效模型。首先通过实验测得零长弹簧电阻温度系数，再设计实验测量零长弹簧的分段阻值变化来反求各段平均温度变化，通过最优化方法计算求解零长弹簧的温度分布曲线，结果表明，该曲线为幂函数曲线。为使零长弹簧可以用等长等直径的圆柱体来代替，利用Ansys进行仿真并建立了一个适于工程应用的导热系数随温度变化表格。仿真结果表明，该表格能够达到用圆柱体代替零长弹簧来研究其传热特性的目的，最大相对误差为2.8%。

简介：针对制约提高激光陀螺精度的热效应这一重要因素,分析了主要热致零漂及其作用机理,推导出了朗缪尔温度漂移理论表达式.实验表明:外部温度变化与内部发热对陀螺漂移有着相同的效果,热效应主要以温度、温度速率与温度梯度方式影响零漂.

简介：基于计步的传统航位推算的手机导航方法要求手机保持相对人体固定位置以保证航向的准确性,该要求严重影响了用户体验。针对行人的手机姿态改变和高精度定位的行人导航需求,提出了一种重力辅助和模拟零速修正的航向补偿方法。手机姿态发生改变时候的航向角度补偿可以采用手机重力计输出数据进行辅助判断;通常脚部捆绑式惯性导航定位中采用的航位推算技术无法应用于行人手持的手机,所以不具备零速修正算法的基本条件,为此提出了一种应用于行人手持手机的模拟零速修正算法,通过检测行人步态,采用卡尔曼滤波有效抑制了手机的航向发散。行人的综合行走实验结果表明,基于重力辅助和模拟零速修正的手机航向修正方法,能够自主判断并补偿由于手机使用方式改变造成的航向误差,在行走196m距离的情况下,行走误差仅有1.2%,有效提高了行人定位精度。

简介：为了进一步提高光纤陀螺寻北系统的测量精度,提出了一种基于光纤陀螺零偏稳定性分析的寻北算法设计方案。首先,分析了光纤陀螺寻北系统的原理和影响系统寻北精度的主要因素,指明在寻北时间一定的情况下,需要根据光纤陀螺零偏稳定性的测试结果来平衡单位置积分时间及位置数,来达到较高的寻北精度。实验数据表明,本系统利用精度为0.03（°）/h的陀螺进行5min寻北测试,采用56位置法可以实现3′的寻北精度。此方法突破了传统寻北算法的参数选择标准,能够最大程度抑制陀螺的测量噪声,大幅提高寻北系统性能,对其它陀螺寻北系统的参数选择具有借鉴意义。

简介：为提高车载捷联惯性导航系统（SINS）的定位和姿态精度，分析了SINS静态罗经对准原理，并推广至行进过程中，借助里程仪测速辅助实现姿态动态、持续对准。同时，通过此动态罗经回路控制律对里程仪测速噪声进行平滑，并对平滑后速度加以检测，实现了零速修正（ZVU）的停车自动识别；停车瞬间利用动态罗经对准回路对系统姿态进行修正，速度误差归零，并依据相邻停车时刻记录的速度误差拟合曲线积分值修正系统位置误差。最后，采用此方案进行了长达4h（约160km）的三组跑车实验，每10min停车ZVU（1s），达到的定位精度为44．2m（CEP），姿态精度优于0．5’。

简介：为了确保静电加速度计长期在轨工作,结合非线性Batch估计算法,研究了静电加速度计标度因数和零偏误差标定。首先,充分考虑静电加速度计量测过程中可能出现的各种误差源并进行分析,建立了静电加速度计在动态设计良好并进入稳态后,卫星姿态稳定度优于0.01°/s,卫星质心保持精度优于2mm的情况下的量测模型。然后,将高精度地球引力场模型和静电加速度计量测数据代入非线性Batch估计算法的的动力学方程中,将GPS量测数据代入非线性Batch估计算法的量测方程中,建立了静电加速度计标定因数和零偏误差标定模型。最后,通过数学仿真验证了该方法的可行性,其标定精度可达到0.2%,具有一定工程应用参考价值。

简介：在详细分析光纤陀螺零漂的基础上，提出了先用滤波算法对光纤陀螺信号进行预处理，然后采用RBF神经网络对滤波后的信号进行建模的方法．针对光纤陀螺信号特点分别采用FLP算法、小波滤波算法、解相关变步长LMS自适应滤波算法对其进行了预处理，比较三种滤波方法，小波滤波算法效果优于其它两种预处理方法，但针对基于预处理后的陀螺信号采用RBF神经网络进行建模时，小波滤波预处理后的信号在建模精度上却是最差的，而对FLP算法滤波后的信号进行RBF建模，建模精度提高了两个数量级。结果表明：基于FLP算法的RBF神经网络在光纤陀螺中的建模是有效的，可大大提高建模的精度。

简介：针对车载单轴旋转激光捷联惯导系统，提出一种抗晃动初始对准方法和零速修正方法，以满足载车快速启动和精确定位的要求。首先采用基于重力信息的粗对准方法得到初始姿态，然后在此基础上，采用惯性凝固坐标系下速度为观测量的卡尔曼滤波方法完成晃动基座精对准。初始对准完成后，采用当地地理坐标系下速度为观测量的卡尔曼滤波方法进行零速修正。数字仿真试验及跑车试验结果表明：在晃动基座上经5min快速初始对准航向角精度与传统方法相当，对准时间仅为传统方法50%；零速修正时间间隔20min，停车修正5s，跑车2h水平定位精度与高程精度相对传统方法提高40%以上。数字仿真试验和系统跑车试验结果验证了所提出算法的可行性和有效性。