卫星惯导组合导航共30页
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科技成果——惯性卫星深组合导航技术开发单位中国航天科工集团公司北京控制与电子技术研究所技术简介通过深组合滤波技术,可以实时估计并补偿惯性导航随时间积累的导航误差;而且可以辅助接收机减少重捕获的时间和增强跟踪卫星信号的稳定性。
特别在卫星个数小于4颗后,仍能有效估计惯导误差,保证导航数据的连续性和有效性。
利用双天线测向技术可大幅度提高航向角精度。
该产品可为用户提供稳定、高精度的三维位置、速度、姿态和时间信息。
技术指标定位精度:<3m(1σ);速度精度:<0.02m/s(1σ);俯仰角精度:<0.015(1σ);横滚角精度:<0.015(1σ);航向角精度:<0.1(1σ);数据更新率:200Hz。
技术特点(1)解决了大姿态、高动态运动条件下的卫星信号的稳定捕获和跟踪环路带宽自适应调整,以及惯性导航误差的在线估计等难题,实现了高动态条件下的高精度组合导航;(2)通过高动态深耦合接收机环路设计及抑制干扰的方法,解决了传统接收机高动态和高抗干扰性能无法兼顾的难题,提高了接收机伪距率测量精度、动态适应能力和抗干扰能力;(3)通过卫星不完备条件下的深耦合惯性/卫星组合导航方法,实现了BD2/GPS/GLONASS三系统的数据融合和不间断导航,解决了卫星不完备时组合导航精度快速下降的问题,提高了全程高精度组合导航的连续性和可靠性;(4)通过基于深耦合系统的晶振加速度敏感度影响抑制方法,解决了大过载条件下晶振频率稳定性急剧下降导致组合导航精度大幅下降的难题。
技术水平国际领先、国内领先可应用领域和范围航空导航、舰载导航、地面车辆、无人车、智能交通专利状态已申请国家专利1项,申请国防专利16项。
技术状态小批量生产、工程应用阶段合作方式合作开发、技术服务投入需求1500万元转化周期半年预期效益该产品的研发成功,将是国内自主创新开发的首台兼容BD2惯性/卫星深组合导航产品,将促进卫星导航高端服务领域的重点突破,提升应用水平和应用规模,发挥卫星产品与服务在我国其他行业中的支撑作用。
惯性导航基本原理(入门、两天半)刘保中二零一二年十二月目录目录 (2)1. 导航与控制 (3)1.1 导航系统与控制系统 (3)1.2 自主导航与非自主导航 (4)2. 惯导系统中常用的坐标系 (6)2.1 惯性坐标系(简称i系) (6)2.2 地球坐标系(简称e系) (7)2.3 载体坐标系(简称b系) (8)2.4 地理坐标系(简称t系) (8)2.5 目标方位坐标系(简称d系) (9)2.6 导航坐标系 (10)2.7 平台坐标系(简称P系) (10)3. 惯导系统的组成 (11)4. 平台的结构与组成 (12)4.1 平台的框架结构 (12)4.2加速度计组合与陀螺组合 (13)4.3 姿态角传感器与力矩电机 (15)5. 初始对准的基本概念 (16)5.1 导航前的准备 (16)5.2 初始对准的指标与分类 (17)6. 平台的表观运动 (19)6.1 地球自转引起的表观运动 (19)6.2 地理位置变化引起的表观运动 (21)6.3 控制指令角速率与表观运动的补偿 (23)7. 载体的运动加速度 (24)7.1 载体空间运动的描述 (24)7.2 载体空间运动的加速度 (25)7.3 惯性导航的基本方程 (32)8. 指北方位惯导系统的力学编排方案 (35)9. 捷联式惯导系统的基本原理 (39)9.1 方向余弦与方向余弦矩阵 (39)9.1.1 方向余弦矩阵及其特性 (39)9.1.2 方向余弦矩阵与欧拉角的关系 (43)9.2 捷联式惯导系统的机械编排方案 (46)9.3 姿态矩阵的即时更新 (50)9.3.1 欧拉角法(三参数法) (50)9.3.2 方向余弦法(九参数法) (53)9.3.3 四元数法(四参数法) (56)9.3.4 三种方法的对比 (68)9.4 捷联惯导初始对准的基本概念 (70)1. 导航与控制1.1 导航系统与控制系统“导航”一词在《辞海》中的解释为:“引导飞行器(或船舶)沿一定航线从一点运动到另一点的技术和方法”。
卫星-惯导组合定位(INS/GPS)系统satellite-acoustics integrated positioning system卫星-惯导组合定位(INS/GPS)系统是将卫星接收机接口和惯导系统接口与计算机连接,并连接其他相应定位设备组成的定位系统。
众所周知GPS作为一种先进的生产方式已经被大多数测绘单位所接受,但GPS的固有弱点很大程度上限制了它的使用范围. 城市测图如果能高效地应用GPS技术将会大大提高效率,节约费用.但城市高楼林立,无线电环境复杂,造成GPS多路径效应极大增加,严重的遮挡甚至使接收机无法正常收星. 外业用户也会经常遇到需要在树下或遮挡严重的地域作业的问题.有的GPS接收机采取降低致信度的办法来达到抗干扰的目的.但致信度的降低造成GPS精度以无法预测的非线性变化,这是很难接受的.现在如果GPS与INS有机结合起来,这套系统可以在开阔环境以高精度RTK测量,并在相当长的时间内利用GPS给出的高精度初始位置进入原本不可能进入的林地,隧洞,桥下甚至室内进行作业!这是一个非常美妙的前景!惯性导航与卫星定位(INS/GPS)组合导航系统充分发挥两者各自优势、取长补短,利用GPS的长期稳定性与适中精度,来弥补INS的误差随时间传播或增大的缺点,利用INS的短期高精度来弥补GPS接收机在受干扰时误差增大或遮挡时丢失信号等的缺点,进一步突出捷联式惯性导航系统结构简单、可靠性高、体积小、重量轻、造价低的优势,并借助惯导系统的姿态信息和角速度信息,提高GPS接收机天线的定向操纵性能,使之快速捕获或重新捕获GPS卫星信号,同时借助GPS连续提供的高精度位置信息和速度信息,估计并校正惯导系统的位置误差、速度误差和系统其它误差参数,实现对其空中传递对准和标定,从而可放宽对其精度提出的要求,使得整个组合制导系统达到最优化,具有很高的效费比。
广泛应用于导航定位应用;精密定位应用;精密授时、大气研究;为武器精确制导;航天与武器试验。
惯性导航与卫星导航组合定位精度分析及仿真周俊;王琳;徐永强;黄海;李枭楠【摘要】随着导航领域的逐渐发展,卫星导航的应用成为重要课题.阐述了惯性导航、卫星导航及其组合导航系统的基本原理和优缺点,对惯性导航系统的定位精度进行分析及仿真验证,并给出分析和验证的过程及结果.对惯性导航与卫星导航松组合模式的定位精度进行了分析和测试,并给出所使用的Kalman滤波器的详细参数及测试结果.测试结果表明,组合后的定位精度比单INS定位精度有大幅提高,且误差不随时间发散.【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2018(048)012【总页数】5页(P1086-1090)【关键词】卫星导航;惯性导航;组合导航;Kalman滤波【作者】周俊;王琳;徐永强;黄海;李枭楠【作者单位】陆军航空兵学院陆军航空兵研究所, 北京 101121;陆军航空兵学院陆军航空兵研究所, 北京 101121;陆军航空兵学院陆军航空兵研究所, 北京101121;陆军航空兵学院陆军航空兵研究所, 北京 101121;中国电子科技集团公司第五十四研究所, 河北石家庄 050081【正文语种】中文【中图分类】TP30 引言惯性导航系统(INS)是依据牛顿惯性原理,利用陀螺、加速度计等惯性敏感元件及初始信息来计算载体的姿态、速度和位置[1-2]。
惯性导航完全依靠载体自身设备独立自主地进行导航,是一种保密性好且不易受干扰的导航系统[3-4]。
但由于惯性器件存在测量误差,这种误差进入导航解算时会随时间累积,导致导航结果的误差随时间发散[5]。
全球卫星导航系统(GNSS)是一种星基无线电导航系统,能为全球陆、海、空、天的各类军民载体提供全天候、全天时和高精度的三维位置、速度和精密时间信息[6-8]。
但由于用户接收机在接收其导航定位信号时容易受到遮挡、折射和高动态等因素的干扰,导致信号质量不稳定,进而影响定位精度,甚至失锁[9-10]。
而INS与GNSS的组合能够有效地解决惯导误差随时间发散的问题,同时可以增强GNSS接收机对信号的捕获与跟踪性能,提高导航系统的稳定性[11-13]。
惯性/卫星组合导航系统综述作者:王国栋来源:《科技视界》2019年第21期【摘要】惯性导航系统具备不依赖外部信息,不易受干扰的优势,卫星导航系统则具备精度不随时间变化的特点,两者组合所得的系统显示出广阔应用前景。
本文首先分别介绍了惯性导航系统和卫星导航系统的基本原理,总结并对比了两者的优缺点,简述了发展历程,综述了国内外惯性/卫星组合导航的组合方式和研究进展,指出了国内研究存在的不足之处。
【关键词】惯性导航;卫星导航;组合模式中图分类号: TN96-2 文献标识码: A 文章编号: 2095-2457(2019)21-0115-003DOI:10.19694/ki.issn2095-2457.2019.21.052Research Progress of Inertial/Satellite Integrated Navigation SystemWANG Guo-dong(Unit 91550,Dalian Liaoning 116023,China)【Abstract】Inertial navigation system (INS) has the advantages of independent of external information, while global navigation satellite system (GNSS) has the characteristics of the degree of accuracy not changing with time. The combination of the two systems shows broad application prospects. Firstly, this paper introduces the basic principles of INS and GNSS, summarizes and compares their advantages and disadvantages, briefly describes the development process,summarizes the combination mode and research progress of INS/GNSS integrated navigation at home and abroad, and points out the shortcomings of domestic research.【Key words】Inertial navigation system;Global navigation satellite system;Integrated mode0 引言隨着导弹武器系统相关技术的发展,战争逐渐表现出非接触、非对称的特征,该现象在近年来美国发动多次局部战争中表现得尤为突出。