组合导航系统故障检测方法的比较研究
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北京七维航测科技股份有限公司 Beijing SDi Science&Technology Co.,Ltd.惯导(惯性导航系统)概述惯性导航系统(INS,以下简称惯导)是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。
其工作环境不仅包括空中、地面,还可以在水下。
惯导的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础,通过测量载体在惯性参考系的加速度,将它对时间进行积分,且把它变换到导航坐标系中,就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。
惯性导航系统(英语:INS)惯性导航系统是以陀螺和加速度计为敏感器件的导航参数解算系统,该系统根据陀螺的输出建立导航坐标系,根据加速度计输出解算出运载体在导航坐标系中的速度和位置。
运用领域现代惯性技术在各国政府雄厚资金的支持下,己经从最初的军事应用渗透到民用领域。
惯性技术在国防装备技术中占有非常重要的地位。
对于惯性制导的中远程导弹,一般说来命中精度70%取决于制导系统的精度。
对于导弹核潜艇,由于潜航时间长,其位置和速度是变化的,而这些数据是发射导弹的初始参数,直接影响导弹的命中精度,因而需要提供高精度位置、速度和垂直对准信号。
目前适用于潜艇的唯一导航设备就是惯性导航系统。
惯性导航完全是依靠运载体自身设备独立自主地进行导航,不依赖外部信息,具有隐蔽性好、工作不受气象条件和人为干扰影响的优点,而且精度高。
对于远程巡航导弹,惯性制导系统加上地图匹配技术或其它制导技术,可保证它飞越几千公里之后仍能以很高的精度击中目标。
惯性技术己经逐步推广到航天、航空、航海、石油开发、大地测量、海洋调查、地质钻控、机器人技术和铁路等领域,随着新型惯性敏感器件的出现,惯性技术在汽车工业、医疗电子设备中都得到了应用。
因此惯性技术不仅在国防现代化中占有十分重要的地位,在国民经济各个领域中也日益显示出它的巨大作用。
北京七维航测科技股份有限公司Beijing SDi Science&Technology Co.,Ltd.导航和惯导从广义上讲从起始点将航行载体引导到目的地的过程统称为导航。
基于GPS的建筑物水平位移测量方法随着现代建筑物的高耸和复杂化,对于建筑物的安全监测和维护显得尤为重要。
而建筑物的水平位移是其中一个需要密切关注的要素。
近年来,利用全球定位系统(GPS)来进行建筑物水平位移测量的方法逐渐受到研究者的关注。
本文将探讨基于GPS的建筑物水平位移测量方法。
一. GPS原理首先,我们需要了解GPS的基本原理。
GPS系统是利用一组遍布全球的卫星进行定位与导航的系统。
GPS接收机通过接收卫星发射的信号来确定其与卫星的距离,并通过三角测量的原理计算出接收机的定位坐标。
通过将多个卫星的信号进行组合计算,GPS可以提供精确的三维位置定位。
二. 基于GPS的建筑物水平位移测量方法主要通过比较建筑物特定位置在不同时刻的GPS测量结果来获取其水平位移的信息。
下面介绍两种常见的方法:1. 相对定位法相对定位法是通过在建筑物表面布设一定数量的GPS接收器,通过接收多个卫星的信号进行定位,然后将这些接收器的测量结果进行比较,从而得到建筑物相对位移的信息。
在实施相对定位法时,首先需要将接收器布设于建筑物表面的多个位置,并确保这些接收器能够同时接收到相同的卫星信号。
然后,通过对接收器进行基线解算和相对位置计算,可以得到各个接收器之间的相对位移数据。
相对定位法的优点在于可以在一次测量中获得多个测点的信息,从而提高了效率。
然而,由于建筑物本身的特殊性,如遮挡物和多路径效应等,相对定位法的精度可能会受到一定的限制。
2. 绝对定位法绝对定位法是通过将建筑物附近的一个参考点与GPS接收器的测量结果进行比较,来获得建筑物的水平位移信息。
这个参考点通常是地表上的一个稳定固定点,其位置坐标已经通过其他测量方法精确测得。
在实施绝对定位法时,首先需要在建筑物附近的参考点和建筑物表面布设GPS接收器,并测量它们的位置坐标。
然后,在建筑物进行水平位移时,通过比较参考点和建筑物接收器的测量结果,可以计算出建筑物的水平位移。
Research on the OnlineCalibration Method of Taxi Meter Based on Beidou NavigationWANG Shangde ,LEI Xiujuan ,AN Na(Zhangye Metrological Testing Center,Zhangye 734000,China)Abstract :This article delves into the discussion of how to use the BeiDou precise navigation technology for online verification of taxi meters without the need for dismantling and placing them on the testing platform.It first analyzes the limitations of traditional methods for verifying taxi meters.Then,it details the functional features and application advantages of the BeiDou navigation system.Next,it presents an online verification scheme for taxi meters based on BeiDou navigation and provides a specific explanation of the implementation steps.Finally,it discusses the potential advantages and limitations of this scheme and predicts its potential application scenarios in the future.Keywords :beidou navigation;taxi meter;online verification基于北斗导航的出租车计价器在线检定方法研究王尚德,雷秀娟,安娜(张掖市计量检测中心,甘肃张掖734000)【摘要】本文深入探讨了出租车计价器在不需要拆机和上检测台的情况下,如何利用北斗精准导航技术进行在线检定。
不同惯导系统零速检测算法的性能分析石波;李耀宗;程敏;杨伟彬【摘要】分别使用四种零速检测算法,检验了不同精度两种惯性导航系统的检测性能,通过绘制载体速度时间图像、检测的零速折线图以及检测统计量变化曲线图,分析了车载实验下不同惯导系统相同零速检测算法之间、不同零速检测算法相同惯导系统之间各曲线变化.结果表明,相同的零速检测算法对性能较好的惯导系统检测的零速时段精度更高;而对于相同的惯导系统使用不同的零速检测算法,通过对比广义似然比检测结果和角速度量测能量检测结果发现,零速检测过程中提供最可靠信息的是陀螺信号.【期刊名称】《山东科技大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2016(035)002【总页数】7页(P57-63)【关键词】惯性导航系统;阈值;Neyman-Pearson准则;零速检测;零速折线图【作者】石波;李耀宗;程敏;杨伟彬【作者单位】山东科技大学测绘科学与工程学院,山东青岛266590;山东科技大学测绘科学与工程学院,山东青岛266590;山东科技大学测绘科学与工程学院,山东青岛266590;山东科技大学测绘科学与工程学院,山东青岛266590【正文语种】中文【中图分类】V249.322惯性导航是根据惯性传感器(陀螺仪、加速度计)提供的载体相对于惯性空间的线速度和角速度信息,来确定运载体位置的过程[1]。
不同于其他类型的导航系统,惯性导航系统是一个完全自主的,不依赖于任何外部信息的系统,具有隐蔽性好、精度高、全天候作业、不易被电子干扰的优点,但同时也具有一些弊端,最明显的就是导航误差随时间积累问题,因而长时间工作后会产生不同程度的积累误差,此误差可以通过与一个或多个辅助传感器组合来使它达到有界,提高系统性能。
相对来讲,零速修正技术(zero velocity update,ZUPT)是进行误差控制的一种简单而且有效的手段[2],是利用载体停止时惯性导航系统的速度输出作为系统速度误差的观测量,进而对其他各项误差进行修正。
北斗卫星导航系统在工程测量中的研究与应用郭桂川【摘要】The BeiDou Navigation Satellite System is a globe satellite navigation system which is developed by China and operated independently .Nowadays,the function of navigation and positioning of BeiDou in Asia Pacific region has been basically achieved by those 16 satellites that had already been launched .This article analyzes and compares the sin-gle point positioning accuracy of BeiDou Navigation Satellite System and GPS by measured data .Meanwhile,a combined analysis of single point positioning based on BeiDou Navigation Satellite System and GPS has been studied .The results show that the accuracy of these two navigation systems is very similar , and the integrationof these two systems could sharply improve the numbers of available satellites as well as the accuracy of single point positioning .In addition,the combination could improve the reliability as well .%北斗卫星导航系统是中国自主发展,独立运行的全球卫星导航系统,目前已经发射了16颗卫星,基本实现了亚太地区的导航定位功能。
1 绪论00随着计算机和微电子技术的迅猛发展,利用计算机的强大解算和控制功能代替机电稳定系统成为可能。
于是,一种新型惯导系统--捷联惯导系统从20世纪60年代初开始发展起来,尤其在1969年,捷联惯导系统作为"阿波罗"-13号登月飞船的应急备份装置,在其服务舱发生爆炸时将飞船成功地引导到返回地球的轨道上时起到了决定性作用,成为捷联式惯导系统发展中的一个里程碑。
00捷联式惯性导航(strap-down inertial navigation),捷联(strap-down)的英语原义是“捆绑”的意思。
因此捷联式惯性导航也就是将惯性测量元件(陀螺仪和加速度计)直接装在飞行器、舰艇、导弹等需要诸如姿态、速度、航向等导航信息的主体上,用计算机把测量信号变换为导航参数的一种导航技术。
现代电子计算机技术的迅速发展为捷联式惯性导航系统创造了条件。
惯性导航系统是利用惯性敏感器、基准方向及最初的位置信息来确定运载体的方位、位置和速度的自主式航位推算导航系统。
在工作时不依赖外界信息,也不向外界辐射能量,不易受到干扰破坏。
它完全是依靠载体自身设备独立自主地进行导航,它与外界不发生任何光、声、磁、电的联系,从而实现了与外界条件隔绝的假想的“封闭”空间内实现精确导航。
所以它具有隐蔽性好,工作不受气象条件和人为的外界干扰等一系列的优点,这些优点使得惯性导航在航天、航空、航海和测量上都得到了广泛的运用[1]001.1 捷联惯导系统工作原理及特点惯导系统主要分为平台式惯导系统和捷联式惯导系统两大类。
惯导系统(INS)是一种不依赖于任何外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统,具有隐蔽性好,可在空中、地面、水下等各种复杂环境下工作的特点。
捷联惯导系统(SINS)是在平台式惯导系统基础上发展而来的,它是一种无框架系统,由三个速率陀螺、三个线加速度计和微型计算机组成。
平台式惯导系统和捷联式惯导系统的主要区别是:前者有实体的物理平台,陀螺和加速度计置于陀螺稳定的平台上,该平台跟踪导航坐标系,以实现速度和位置解算,姿态数据直接取自于平台的环架;后者的陀螺和加速度计直接固连在载体上作为测量基准,它不再采用机电平台,惯性平台的功能由计算机完成,即在计算机内建立一个数学平台取代机电平台的功能,其飞行器姿态数据通过计算机计算得到,故有时也称其为"数学平台",这是捷联惯导系统区别于平台式惯导系统的根本点。
电罗经故障诊断的案例推理原理与方法研究2010年4月9日摘要:针对电罗经的特点和传统专家系统的不足,分析了基于案例推理(Case-Based Reasoning,CBR)技术的一般过程,指出了CBR具有获取知识容易、问题解释清晰、道理易于理解等优势,提出将基于CBR技术应用于电罗经的故障诊断,开发基于CBR的电罗经故障诊断系统,进而详细阐述其CBR原理构建、系统结构设计、案例组织形式设计、检索策略设计和工作流程,并研究其系统实现方法。
案例分析结果表明,所开发的基于CBR的电罗经故障诊断系统能够有效提高其维修的正确性和高效性。
关键词:船舶、舰船工程;故障诊断;案例推理;导航装备;电罗经电罗经是舰船上必备的重要导航装备,对舰船保持良好的战备性能具有重要意义。
一旦发生故障,将使舰船相关设备、系统等由于没有精确的航向信息而无法正常工作。
因此,有关电罗经故障的快速诊断技术,是一个重要的研究热点。
目前电罗经故障诊断系统多采用基于故障树的专家系统方法,而这种方法在进行电罗经故障诊断和排除时具有一定的局限性。
经研究,将案例推理(Case-Based Reasoning,CBR)技术应用于电罗经的故障诊断,为解决传统专家系统的知识获取、知识学习等问题提供一条新的途径,以提高电罗经故障诊断的正确性和高效性。
1CBR技术的一般过程和主要优势目前应用专家系统方法的电罗经故障诊断系统存在的固有问题,应用CBR技术可望得到很好地解决。
1.1CBR技术的一般过程CBR是模拟人类类比思维的一种推理方法,其推理过程往往具有人类经验推理的一些特征。
CBR的基本过程是:当遇到一个新的问题时,系统根据关键特征在原始案例库中进行检索,找出一个与待求问题最相近的候选案例;重用此候选案例的解决方法;如果对解决方法不满意,可以对它进行修改以适应待求问题;最后把修改过的案例作为一个新的案例保存到案例库中,以便下次遇到类似的问题时作为参考。
CBR以案例作为知识元,知识的获取和表示自然直接,并且具有较好的自学习能力,其本质是基于相似性的类比推理,这正符合了人类类比思维的逻辑。