摘要：针对因风浪干扰、高频颤振等因素影响,使得舰载机惯导海上自对准量测方程中产生未知的量测干扰,进而导致滤波器性能降低的问题,引入H∞滤波技术。阐述了舰载机捷联惯导海上自对准的基本思想,建立了自主精对准状态空间模型,设计了一种基于H∞滤波的自对准滤波器,有效抑制了外界噪声的干扰,确保了系统的鲁棒性。仿真结果表明,常规卡尔曼滤波在5 min的对准时间里,无法完成对姿态角误差的估计。而H∞滤波在5 min内,不但可以估计出姿态误差角误差,且水平对准精度在2以内,方位对准精度约12,还可以估计出陀螺零偏和加速度计零偏误差,并可以获得较好的快速性和平滑性,不失为一种有效的海上自对准方法。

摘要：针对舰载机快速反应的要求,提出速度+姿态+角速度匹配的快速传递对准方法。基于联邦滤波的分散化并行滤波思想,设计了一种基于高斯马尔可夫估计的最优加权最小二乘的传递对准联邦滤波器,有效解决集中卡尔曼滤波进行传递对准时存在的状态维数高、计算量大和滤波更新率低的问题。给出了此方法的数学模型,设计了快速传递对准联邦滤波器结构和信息融合算法,并在舰载条件下进行了仿真验证。仿真结果表明,采用该文提出的联邦滤波器与集中滤波器精度相当,且快速性好。主滤波器在4s内完成了对失准角的估计,而子滤波器在1s内就完成了对舰体静、动态挠曲变形角的估计,估计精度均在2′以内,计算量也减小了。

摘要：提出了一种模拟航迹的仿真算法,为捷联惯导算法的研究提供丰富的仿真数据。应用此算法设计模拟了一条航行轨迹,根据仿真得到的机体角速度对锥运动情况下旋转矢量优化算法的优劣进行测试,证明了航迹仿真对捷联惯导算法研究的重要性;根据仿真得到的位置信息,结合某型飞机的实际航行控制方法,由导航系统构成航行轨迹并在电子地图中进行定位和航迹仿真显示,证明了方法的可行性和有效性。

摘要：针对在实验室环境下实时获取飞机真实动态数据难度大的问题,借助飞行控制原理设计了飞机实际的飞行轨迹,并利用飞行轨迹产生的真实数据解算惯导误差及惯导参数,模拟了对惯导系统的动态导航。利用模块化设计思想,建立了捷联惯导系统的仿真轨迹模块、惯性器件参数输入模块、导航参数计算模块、视景仿真模块等,并在Visual Studio 2005开发环境下设计了捷联惯导系统仿真系统。用户界面直观简洁,通用性较强,可以实现人机交互、实时仿真等效果。仿真结果与惯导系统误差特征一致,验证了仿真器所用捷联惯导系统算法的正确性。

摘要：针对摇摆基座的粗对准问题,提出了一种精度更优的粗对准方法。根据三维坐标矢量与旋转四元数间的内在关系,基于Wahba问题的求解原理,将双观测矢量的最优姿态阵求取问题归结为一个典型三角函数最大值的求解问题。阐述了Wahba问题的求解原理,分析了Wahba问题与最优四元数估计法的关系,剖析了最优四元数估计算法的复共线性,设计了基于最优四元数估计的摇摆基座粗对准方案,并与传统TRIAD算法和最优TRIAD算法进行了应用比较。蒙特卡洛500个样本的仿真结果表明,采用基于最优四元数估计的粗对准法的方位姿态估计精度远优于TRIAD算法和最优TRIAD算法,能使方位失准角的变化幅值控制在角分级,在此基础上能更好实现摇摆基座下惯导系统精对准。

摘要：针对现代战争对头盔快速姿态定位的要求,基于惯性定位和光学定位原理,设计了一种基于MEMS/CCD的头位姿态测量新方法。在头盔上加装一套MEMS惯导系统,通过与CCD的组合,实现对头盔姿态的实时测量。阐述了测量原理,建立了数学模型,设立了初始装订办法,并进行了仿真验证。仿真结果表明,该方法可以获得良好的快速性和测量精度,在不到5s的时间里就完成了对头位姿态失准角的估计,估计精度达2′,可有效完成对头盔姿态的测量,实现实时头位跟踪。

摘要：组合导航半物理仿真系统,导航计算机要同时采集多路子系统(IMU、GPS、电子磁罗盘)经串口输出的原始数据,而导航解算占用CPU的时间较多,影响了软件的稳定性、可靠性和实时性。利用现代操作系统中多线程技术可以很好地解决这一矛盾。文中着重论述了利用Visual C++中MFC进行多线程编程的技术要点,指出在设计多线程应用程序时,应充分了解各线程之间的关系,才能使应用程序获得最佳的性能,实际系统运行表明采用多线程技术能够满足组合导航半物理仿真系统的稳定性、可靠性和实时性的要求。

摘要：为提高舰载机的快速反应能力,设计了一种测量参数组合匹配传递对准新方法。以舰载机惯导的姿态四元数和移动基准惯导的姿态四元数为切入点,通过四元数乘法构建量测量,并与角速度匹配组合构成量测方程,可有效克服传统姿态角匹配计算量大的不足,并获得较好的快速性和滤波精度。给出了数学模型,阐述了工作思路,推导了量测方程,并在舰载条件下进行了分析比较和仿真验证。仿真结果表明,采用本文提出的方法可获得良好的稳健性、快速性和准确性,估计精度与角速度加姿态角匹配方案的精度相当,计算量也明显减小。舰载机惯导系统不但在不到10 s的时间里就完成了对失准角和安装误差角的估计,估计精度均在0.5'以内,还能在不到100 s的时间里完成对陀螺漂移的估计,实现对陀螺器件的标定。

摘要：提出了低成本惯性/GPS/EMC组合导航系统可视化仿真器的设计方案。根据捷联惯导算法和卡尔曼滤波原理,仿真器能模拟纯惯性导航、组合导航及纯数字仿真、半实物仿真等多种导航模式,绘制导航参数和误差曲线;可灵活设置航路点,系统自动生成航行轨迹,在电子地图中动态显示航迹和导航参数。仿真器为捷联姿态矩阵算法和导航算法提供验证数据源,为组合导航系统性能的研究提供可视化平台。实际应用表明,仿真器性能可靠,能极大地减少组合导航系统研究开发成本。

摘要：飞行轨迹动态参数是验证捷联惯导系统、组合导航系统等算法有效性的重要依据。利用飞行控制原理设计了一种通用的飞机飞行仿真轨迹,并在Visual Studio 2005开发环境下设计了飞行轨迹仿真软件。该仿真软件产生的数据有效地测试了某型导航系统导航参数的误差精度,验证了捷联惯导算法的正确性。