《慣性導(dǎo)航系統(tǒng)：導(dǎo)航不再非衛(wèi)星不可.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《慣性導(dǎo)航系統(tǒng)：導(dǎo)航不再非衛(wèi)星不可.ppt（14頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)：導(dǎo)航不再非衛(wèi)星不可,,更新時間：2014-2-11,資訊： 馮培德院士暢談我國航空慣性導(dǎo)航發(fā)展 美研發(fā)授時慣性測量裝置，應(yīng)對GPS衛(wèi)星失效 美軍所研制的慣性導(dǎo)航系統(tǒng) 欲代替GPS面臨兩大難題 美國軍方出臺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)對GPS干擾 法慣性導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)英航母,問答： 什么是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)？ 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS，Inertial Navigation System）也稱作慣性參考系統(tǒng)，是一種不依賴于外部信息、也不向外部輻射能量（如無線電導(dǎo)航那樣）的自主式導(dǎo)航系統(tǒng)。其工作環(huán)境不僅包括空中、地面，還可以在水下。慣性導(dǎo)航的基本工作原理是以牛頓力學(xué)定律為基礎(chǔ)，通過測量載體在慣性參考系的加速度
2、，將它對時間進(jìn)行積分，且把它變換到導(dǎo)航坐標(biāo)系中，就能夠得到在導(dǎo)航坐標(biāo)系中的速度、偏航角和位置等信息。 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)有哪些優(yōu)點？ 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)有如下優(yōu)點：1、由于它是不依賴于任何外部信息，也不向外部輻射能量的自主式系統(tǒng)，故隱蔽性好，也不受外界電磁干擾的影響；2、可全天候、全時間地工作于空中、地球表面乃至水下；3、能提供位置、速度、航向和姿態(tài)角數(shù)據(jù)，所產(chǎn)生的導(dǎo)航信息連續(xù)性好而且噪聲低；4、數(shù)據(jù)更新率高、短期精度和穩(wěn)定性好。,慣性導(dǎo)航系統(tǒng)有什么缺點？ 其缺點是：1、由于導(dǎo)航信息經(jīng)過積分而產(chǎn)生，定位誤差隨時間而增大，長期精度差；2、每次使用之前需要較長的初始對準(zhǔn)時間；3、設(shè)備的價格較昂貴；4、不能給出
3、時間信息。 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理是什么？ 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)屬于推算導(dǎo)航方式，即從一已知點的位置根據(jù)連續(xù)測得的運動體航向角和速度推算出其下一點的位置，因而可連續(xù)測出運動體的當(dāng)前位置。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的陀螺儀用來形成一個導(dǎo)航坐標(biāo)系，使加速度計的測量軸穩(wěn)定在該坐標(biāo)系中，并給出航向和姿態(tài)角；加速度計用來測量運動體的加速度，經(jīng)過對時間的一次積分得到速度，速度再經(jīng)過對時間的一次積分即可得到距離 有沒有什么好的慣性導(dǎo)航書籍可供學(xué)習(xí)？ 1.Strapdown inertial navigation technology， David H. Titterton and John L. Weston, 慣導(dǎo)經(jīng)典書籍。
4、 2.Applied Mathematics in Integrated Navigation Systems， 詳細(xì)的誤差方程推導(dǎo)，初始對準(zhǔn)的方法也很有借鑒意義。 附有simulink的仿真。,將GPS和慣性導(dǎo)航技術(shù)相結(jié)合有什么優(yōu)點？ 這種組合，充分發(fā)揮了兩個系統(tǒng)的優(yōu)點，單天線GPS不能提供姿態(tài)信息，而慣導(dǎo)系統(tǒng)可以，GPS的輸出頻率一般低于20Hz，但是慣導(dǎo)系統(tǒng)的輸出頻率一般大于50Hz, 所以在動態(tài)較高的應(yīng)用中，慣導(dǎo)提供了更多的信息。另外在GPS系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下，比如在城市環(huán)境中，GPS信號受遮擋，不能提供位置和速度信息的時候，慣導(dǎo)系統(tǒng)依然能夠在一定時間bridge這個gps gap。
5、 同時由于慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差是積累的，所以單獨的慣導(dǎo)系統(tǒng)不能夠長時間工作，否則解算的結(jié)果會飄的很嚴(yán)重，GPS的誤差是不積累的，可以用于校正慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差。 慣性導(dǎo)航技術(shù)的理論技術(shù)是什么？ 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的工作機(jī)理是建立在牛頓經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)上的。牛頓定律告訴人們：一個物體如果沒有外力作用，將保持靜止或勻速直線運動；而且，物體的加速度正比于作用在物體上的外力。如果能夠測量得到加速度，那么通過加速度對時間的連續(xù)數(shù)學(xué)積分就可計算得到物體的速度和位置的變化。,慣性導(dǎo)航技術(shù)的特點是什么？ 不同于其他類型的導(dǎo)航系統(tǒng)，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是完全自主的，它既不向外部發(fā)射信號，也不從外部接收信號。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)必須精確地知道在導(dǎo)
6、航起始時運載體的位置，慣性測量值用來估算在啟動之后所發(fā)生的位置變化 除了改進(jìn)慣導(dǎo)系統(tǒng)中的陀螺儀等設(shè)備，還有沒有其它辦法解決慣性導(dǎo)航長時間工作的精度問題？ 組合導(dǎo)航可以解決這一問題。比如說與慣導(dǎo)組合，可以準(zhǔn)確提供飛機(jī)經(jīng)、緯度和地速信息，而且它不隨時間增加誤差，由這些值同慣導(dǎo)輸出的相應(yīng)值進(jìn)行比較，并對慣導(dǎo)進(jìn)行校正，消除慣導(dǎo)的積累誤差，使其達(dá)到接近的精度。而一旦失鎖，失去信號時，可以依靠慣導(dǎo)自主導(dǎo)航。此時，慣導(dǎo)的積累誤差也僅僅是從失鎖時算起，而不是通常的按起飛時算起，顯然可以大大改善慣導(dǎo)精度。 與國外同類設(shè)備相比，國產(chǎn)慣性導(dǎo)航設(shè)備現(xiàn)在是什么樣的水平？ 像慣導(dǎo)這樣的高技術(shù)產(chǎn)品，我們與國外的差距有十年左
7、右。美國九十年代就開始淘汰撓性陀螺慣導(dǎo)系統(tǒng)，我們現(xiàn)在還在大量使用；國外的激光陀螺技術(shù)已經(jīng)實用，尤其是美國，現(xiàn)役的飛機(jī)幾乎全部裝備或者正在換裝激光陀螺慣導(dǎo)系統(tǒng)，而我們到這一步還得幾年時間。,飛行器慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是安裝在飛行器上測的還是由觀測站接收測的？ 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS，以下簡稱慣導(dǎo)）是一種不依賴于外部信息、也不向外部輻射能量的自主式導(dǎo)航系統(tǒng)。由此可見，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是安裝在運動物體（如飛行器）上的，它不能安裝在地面上，與地面沒有關(guān)系。 INS（慣性導(dǎo)航系統(tǒng)）與 IMU（慣性測量裝置）有什么區(qū)別? 定位（GPS)就是告訴你，你現(xiàn)在在哪。導(dǎo)航就是告訴你，如何到你想要到的位置。慣性導(dǎo)航你可以簡單的理
8、解成依靠慣性器件（陀螺、加速度計等）的原始數(shù)據(jù)加上固定的算法來輸出你先要的信息，如位置，載體姿態(tài)，實時運動速度等。IMU就是慣性測量單元，它主要由慣性器件組成（陀螺、加速度計等），輸出最原始的數(shù)據(jù)，如加速度、角速度等等，但是無法給出位置、姿態(tài)等信息。所以INS實際上可以簡單的理解成由算法和IMU共同構(gòu)成的。,除了導(dǎo)航儀之外，慣性導(dǎo)航可以用在哪些民用領(lǐng)域？ 慣性測量的兩個主要傳感器陀螺儀和加速度計，一個測量角速度，一個測量加速度。那么用來測量角速度的地方肯定可以用到，用來測量加速度、速度和位移的地方也可以用到。慣性導(dǎo)航現(xiàn)在主要用的地方還是軍工，因為高精度的實在太貴了，一般民用的很難承受。但是隨著
9、計算機(jī)技術(shù)和材料的發(fā)展，現(xiàn)在有光纖陀螺和微機(jī)械慣導(dǎo)，這些都是低成本的，完全可以用在民用車輛，或者一些小型無人機(jī)上和小型機(jī)器人上。 精確制導(dǎo)航彈可以很大角度脫離飛機(jī)投放的慣性航線角度嗎?還是只是在一定程度是轉(zhuǎn)向修正角度,主要方向還是靠飛機(jī)的投放慣性角度的? 一般的精確制導(dǎo)航彈根據(jù)傳感器反饋回來的數(shù)據(jù)做為原始資料在經(jīng)過計算來修正方向舵，和導(dǎo)彈的原理差不多，只是無動力和組件不同，在一定程度上能夠擺脫慣性導(dǎo)航的方向做精確調(diào)整。但是有些航彈帶有飛翔或滑翔組件，這就為大角度偏離提供了方案，飛機(jī)在選擇投放的區(qū)域會更大 卡爾曼濾波器在GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的功能？ 卡爾曼濾波器在組合導(dǎo)航系統(tǒng)的實現(xiàn)中有著
10、卓有成效的應(yīng)用。在組合導(dǎo)航系統(tǒng)中應(yīng)用卡爾曼濾波技術(shù)，即在導(dǎo)航系統(tǒng)某些測量輸出量的基礎(chǔ)上，利用卡爾曼濾波去估計系統(tǒng)的各種誤差狀態(tài)，并用誤差狀態(tài)的估計值去校正系統(tǒng)，以達(dá)到系統(tǒng)組合的目的。例如，根據(jù)GPS定位數(shù)據(jù)利用卡爾曼濾波去估計系統(tǒng)的誤差，然后用誤差去校正系統(tǒng)。,文庫： FPGA的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn).pdf 設(shè)計并完成了基于FPGA的低成本MEMS捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。導(dǎo)航系統(tǒng)以FPGA作為主控制器進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集和通信，以NIOSII軟核處理器進(jìn)行慣性傳感器的數(shù)據(jù)采集和處理。描述了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和利用六位置法爭轉(zhuǎn)臺實驗對慣性器件進(jìn)行了補(bǔ)償算法的研究。通過六位置法和轉(zhuǎn)臺實驗的測試，對應(yīng)原理樣機(jī)的
11、實測數(shù)據(jù)與補(bǔ)償后的結(jié)果，驗征了慣 GPS輔助慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的可觀測性分析.pdf 本文研究全球定位系統(tǒng)（GPS）的捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的可觀測性屬性?？捎^測性分析基于導(dǎo)航方程中的非線性誤差動力學(xué)模型，導(dǎo)航方程由以地球為中心的地固框架（ECEF）的松耦合和緊耦合兩種形態(tài)構(gòu)成。導(dǎo)航系統(tǒng)的位置和速度測量值由多個安裝在裝置上的GPS接收器天線獲得，考慮采用多個移動GPS天線，是由于GPS天線之間的桿臂在裝置的,慣性導(dǎo)航系統(tǒng)可觀測度研究.pdf 線性系統(tǒng)的可觀測性是狀態(tài)估計的基礎(chǔ)，通過可觀測性矩陣分析系統(tǒng)的可觀測性只能得出系統(tǒng)是否完全可觀測，而不能對每一個狀態(tài)的可觀測性進(jìn)行衡量。對不完全可觀測系統(tǒng)，為使每一
12、個狀態(tài)的可觀測性有一個量度，人們提出了可觀測度的概念。論文分析了三種常用的可觀測度定義方法，指出了它們的不足和局限性，并用兩種新的方法從根本上分析了慣性導(dǎo)航 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的精度測試方法.pdf 介紹一種測試慣性導(dǎo)航系統(tǒng)精度的方法，包括對位置、航向、橫滾、俯仰以及速度等5 個導(dǎo)航參數(shù)的精度測試。 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中加速度計標(biāo)定方案設(shè)計與研究.pdf 本文主要基于車載筒裝導(dǎo)彈基礎(chǔ)之上，對捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的加速度計標(biāo)定方法和誤差機(jī)理進(jìn)行了研究。首先，對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)加速度計誤差機(jī)理進(jìn)行分析，提出了加速度計的標(biāo)定補(bǔ)償方案，以車載作為激勵方式，設(shè)計了不開箱加速度計標(biāo)定方法，該方法能夠?qū)φ`差進(jìn)行補(bǔ)償來提高關(guān)系導(dǎo)
13、航系統(tǒng)的精度。,GPSINS組合導(dǎo)航系統(tǒng).pdf 文中首先闡述了國內(nèi)外組合導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并對捷聯(lián)慣導(dǎo)、GPSSINS組合系統(tǒng)導(dǎo)航原理進(jìn)行了研究，然后結(jié)合實際項目選用了基于位置、速度的組合導(dǎo)航方式，推導(dǎo)了系統(tǒng)的狀態(tài)方程和量測方程，實現(xiàn)了系統(tǒng)的反饋校正。為了驗證算法的正確性與適用性，使用C++語言編寫了GPSSINS組合導(dǎo)航數(shù)字仿真系統(tǒng)，仿真了載體在不同飛行狀態(tài) GPSSINS組合導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用研究.pdf 文中首先闡述了國內(nèi)外組合導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并對捷聯(lián)慣導(dǎo)、GPSSINS組合系統(tǒng)導(dǎo)航原理進(jìn)行了研究，然后結(jié)合實際項目選用了基于位置、速度的組合導(dǎo)航方式，推導(dǎo)了系統(tǒng)的狀態(tài)方程和量測方程，實現(xiàn)
14、了系統(tǒng)的反饋校正。為了驗證算法的正確性與適用性，使用C++語言編寫了GPSSINS組合導(dǎo)航數(shù)字仿真系統(tǒng)，仿真了載體在不同飛行狀態(tài) INS/GPS導(dǎo)航系統(tǒng)姿態(tài)修正算法研究.pdf 針對常規(guī)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中姿態(tài)解算精度隨時間的積累誤差快速增長的特點，文章分析了慣導(dǎo)系統(tǒng)中慣性器件和系統(tǒng)的誤差傳播特性，并對誤差模型進(jìn)行簡化，設(shè)計卡爾曼濾波器實現(xiàn)對INS 解算信息和GPS信息的修正。以300Hz 為INS 捷聯(lián)解算周期，航姿儀位置速度輸出以20Hz 為卡爾曼濾波周期進(jìn)行算法驗證，驗證結(jié)果表明，該算法能較好,PF-EHF算法在慣導(dǎo)非線性初始對準(zhǔn)中的應(yīng)用.pdf 粒子濾波(PF)是解決非線性、非高斯估計問題的
15、重要方法，是用粒子及其權(quán)重來表示后驗概率密度。隨機(jī)粒子建議密度的選取至關(guān)重要，決定著濾波性能。對擴(kuò)展日。粒子濾波算法(PFEHF)進(jìn)行研究，并應(yīng)用于慣導(dǎo)系統(tǒng)非線性初始對準(zhǔn)的狀態(tài)估計。PFEHF算法是以擴(kuò)展H。濾波(EHF)作為建議密度的新型粒子濾波算法，它便于利用最新的 SINS/GPS/CNS 組合導(dǎo)航聯(lián)邦濾波算法.pdf 針對飛行器在長航時高速巡航過程中，捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)存在誤差漂移，GPS 導(dǎo)航可能會丟星、信號失鎖，天文導(dǎo)航系統(tǒng)易受環(huán)境干擾，組合系統(tǒng)模型線性化誤差易導(dǎo)致濾波發(fā)散等問題，分析了三種導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)缺點，提出了SINS/GPS/CNS 組合導(dǎo)航聯(lián)邦濾波算法，該算法可以取長補(bǔ)短，巧
16、妙地將GPS 定位和天文導(dǎo)航定姿精度高的優(yōu)勢輔助 慣導(dǎo)系統(tǒng)高精度動態(tài)對準(zhǔn)技術(shù)研究.pdf 慣性導(dǎo)航初始對準(zhǔn)技術(shù)是慣性導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)之一，而動態(tài)對準(zhǔn)技術(shù)可以增強(qiáng)慣導(dǎo)系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性。就GPS位置信息輔助下的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)高精度動態(tài)對準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行研究。首先構(gòu)建了15狀態(tài)的Kalman濾波器，分析驗證了Kalman濾波參數(shù)對于對準(zhǔn)精度和對準(zhǔn)速度的影響，在一定范圍內(nèi)，適-3調(diào)整濾波參數(shù)，可以較好地改善濾波性能；然后在,航跡推算中卡爾曼濾波算法研究.pdf 本文利用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的加速度計與陀螺儀結(jié)合的方式，在此的基礎(chǔ)上，提出了一種航跡推算算法，并用實測數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗證，將測試結(jié)果與GPS和ETK進(jìn)行了比較，
17、結(jié)果驗證了此算法的有效性及可靠性。 灰色理論在加速度計安裝誤差標(biāo)定中的應(yīng)用.pdf 無陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的一些特點，為特殊環(huán)境下載體的導(dǎo)航提供了一個有效的導(dǎo)航手段。在無陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中加速度計的安裝誤差是系統(tǒng)的主要誤差源，如何標(biāo)定和補(bǔ)償安裝誤差是取得高精度導(dǎo)航結(jié)果的前提。本文把灰色理論應(yīng)用到加速度計安裝誤差的標(biāo)定與補(bǔ)償中通過算例可以看出通過灰色理論對加速度計安裝誤差補(bǔ)償 機(jī)載SAR的定位誤差分析與計算.pdf 對目標(biāo)進(jìn)行定位是合成孔徑雷達(dá)的一項重要功能。文章主要分析了由慣性導(dǎo)航系統(tǒng)引入的未知誤差對機(jī)載合成孔徑雷達(dá)定位精度的影響問題：首先建立SAP。目標(biāo)定位幾何模型。然
18、后從成像的角度分析慣導(dǎo)系統(tǒng)引入的誤差對定位精度的影響，推導(dǎo)了定位誤差的數(shù)學(xué)表達(dá)式，為SAP。系統(tǒng)定位精度指標(biāo)設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)。,航跡推算中卡爾曼濾波算法研究.pdf 本文利用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的加速度計與陀螺儀結(jié)合的方式，在此的基礎(chǔ)上，提出了一種航跡推算算法，并用實測數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗證，將測試結(jié)果與GPS和ETK進(jìn)行了比較，結(jié)果驗證了此算法的有效性及可靠性。 灰色理論在加速度計安裝誤差標(biāo)定中的應(yīng)用.pdf 無陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的一些特點，為特殊環(huán)境下載體的導(dǎo)航提供了一個有效的導(dǎo)航手段。在無陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中加速度計的安裝誤差是系統(tǒng)的主要誤差源，如何標(biāo)定和補(bǔ)償安裝誤差是取得高精度導(dǎo)航結(jié)果的前提。本文把灰色理論應(yīng)用到加速度計安裝誤差的標(biāo)定與補(bǔ)償中通過算例可以看出通過灰色理論對加速度計安裝誤差補(bǔ)償 機(jī)載SAR的定位誤差分析與計算.pdf 對目標(biāo)進(jìn)行定位是合成孔徑雷達(dá)的一項重要功能。文章主要分析了由慣性導(dǎo)航系統(tǒng)引入的未知誤差對機(jī)載合成孔徑雷達(dá)定位精度的影響問題：首先建立SAP。目標(biāo)定位幾何模型。然后從成像的角度分析慣導(dǎo)系統(tǒng)引入的誤差對定位精度的影響，推導(dǎo)了定位誤差的數(shù)學(xué)表達(dá)式，為SAP。系統(tǒng)定位精度指標(biāo)設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)。,
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