华中光电技术研究所—武汉光电国家研究中心，湖北武汉 430223
为了应对高动态卫星信号短时受遮挡的恶劣环境，研究了基于序贯处理的 BDS/INS紧组合滤波方法。首先介绍了 BDS/INS紧组合滤波方程，然后详细推导了基于序贯处理的 BDS/INS紧组合滤波算法，并进行了相应的理论分析。最后利用惯性/卫星组合导航信号软件模拟器对基于序贯处理的 BDS/INS紧组合导航系统的滤波性能进行了仿真分析。结果表明：提出的基于序贯处理的 BDS/INS紧组合滤波算法在不损失滤波精度的情况下，有效地减小了系统的运算量，提高了计算效率，增强了惯性/卫星组合导航系统在高动态卫星信号短时受遮挡场景下的适用能力。
惯性/卫星组合导航系统 序贯处理 高动态 紧组合滤波 短时受遮挡 INS/BDS integrated navigation system sequential algorithm high dynamics tightly coupled filter method
1 国防科技大学 前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学 南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
在船载试验环境中，电磁里程仪的速度会受到洋流速度的影响。对于激光惯导/里程仪组合导航系统，洋流速度的存在会影响组合导航系统相关参数的标定。为克服洋流速度对标定结果的影响，论文在原有标定参数基础上将洋流速度建模为额外Kalman滤波状态量，并采用GNSS位置、速度信息作为滤波观测量来对参数进行估计。文中从里程仪的标定观测方程出发，分析了洋流速度对里程仪比例因子、安装误差角等误差参数标定结果的影响，以及不同误差参数之间的耦合关系；基于可观性分析理论研究了洋流速度及相关参数的可观测性，并确定了适用于洋流速度估计的标定路径。仿真及试验结果表明，经过几次转弯机动之后，包括洋流速度在内的所有标定参数均可收敛到一个准确值，有效解决了洋流速度对其他标定参数的影响。海试试验验证了文中方法的可行性。
激光惯导 里程仪 洋流速度 参数标定 ring laser gyroscope INS electromagnetic log current velocity parameter calibration 红外与激光工程
2023, 52(6): 20230142
为充分考虑历史信息对未来导航结果的影响，并充分利用更深层次的组合导航信息进行信息融合，提出了一种基于图优化的INS/GNSS深组合导航方法。通过将量测信息和状态传播作为约束信息，在时间域上构建优化代价函数，利用列文伯格-马夸尔特法求解状态的最优估计。通过INS/GPS深组合导航系统仿真实验对该方法进行了评估和分析，仿真实验结果表明，所提算法与常规卡尔曼滤波方法相比，三轴方向的位置误差均值分别减少了38.5%，21.0%和30.9%,速度误差均值分别减少了31.4%，52.8%和57.3%，所提算法能有效提高定位精度。
卫星导航 组合导航 图优化 惯性导航系统 全球卫星导航系统 satellite navigation integrated navigation graph optimization INS GNSS
1 中国人民解放军92728部队， 上海 200436
2 华中光电技术研究所-武汉光电国家研究中心， 湖北 武汉 430223
机载INS/GNSS深组合导航系统能够有效提升载机的导航定位精度和可靠性，近年来获得了广泛关注。在介绍INS/GNSS标量深组合以及矢量深组合概念和系统结构的基础上，重点对比分析了当前国内外机载INS/GNSS深组合导航系统的发展现状，并对国内相关技术的应用和发展进行了展望。
INS/GNSS深组合 导航定位 机载 高动态 抗干扰 INS/GNSS deep integrated navigation system navigation and positioning airborne high dynamic anti-jamming
红外与激光工程
2021, 50(S2): 20210066
1 烟台大学, 山东 烟台 264000
2 青岛黄海学院, 山东 青岛 266000
针对军用运输车的车载组合导航系统在**基地或仓库中因复杂的道路环境以及周围建筑物影响而出现导航精度不高等问题, 提出一种利用无线射频识别(RFID)进行辅助车载组合导航的方案。构建相应的数学模型, 利用RFID对组合导航系统中全球定位系统(GPS)解算的位置信息进行修正, 起到辅助导航的作用。最后利用Matlab进行仿真实验, 实验结果表明目标车辆的位置误差在RFID辅助下得到有效抑制, 辅助导航系统可以提高组合导航系统的精度和可靠性, 满足军用运输车辆高精度定位需求。
组合导航 车载导航 卡尔曼滤波 仿真分析 integrated navigation RFID RFID GPS/INS GPS/INS vehicle navigation Kalman filter simulation analysis
1 海装武汉局驻洛阳地区军事代表室, 河南 洛阳 471000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
光电吊舱陀螺稳定平台在惯性稳定的状态下只能补偿飞机的姿态变化, 无法补偿飞机的线性运动影响。飞行过程中, 光电吊舱瞄准线随着飞机的运动快速移动, 这对操作员快速捕获瞄准目标造成了较大的困难。如果希望对某固定区域进行较长时间的观察, 需要操作员不断地操纵吊舱使瞄准线始终指向目标, 这就增加了操作员的工作负担和操作难度。介绍了一种基于惯性信息的动态跟踪算法, 将飞机的线性运动速度投影到平台坐标系下, 计算出平台的动态补偿角速度并进行实时补偿, 驱动光电吊舱运动保证瞄准线始终指向地面固定场景。实验结果表明, 基于惯性信息的动态补偿技术能快速实时补偿飞机的线性运动, 保证光电吊舱成像场景稳定, 极大地方便了操作员的操作, 减轻了其负担。
瞄准线 跟踪 动态补偿 惯性导航系统 坐标变换矩阵 line of sight tracking dynamic compensation Inertial Navigation System (INS) coordinate transformation matrix
中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
在单轴旋转惯导系统中, z向旋转轴陀螺漂移由于不能被旋转调制成影响系统导航性能的主要误差因素。另外, 为了缓解对准过程中对准精度与对准时间的矛盾, 在有限的对准时间内最大程度的保证对准精度并能够辨识出z轴陀螺漂移, 该文提出了一种静基座条件下, 基于时间正逆向解算算法并通过增加航向角量测量, 利用最小二乘法进行参数辨识的快速对准方法。该算法不仅能缩短对准时间, 还能快速估计z轴陀螺漂移, 提高导航精度。以现有的单轴旋转光纤陀螺惯导系统进行试验, 结果表明, 误差补偿后, 系统定位精度提高了约24%, 定位误差小于2 n mile/12 h。
对准 旋转惯导系统 正逆向解算 旋转轴陀螺漂移 alignment rotation INS forward and backward processes algorithm rotation-axis gyro drift
1 内蒙古师范大学 物理与电子信息学院, 呼和浩特 010022
2 北京大学 物理学院, 北京 100871
采用第一性原理计算方法, 系统研究了新型二维Zr2CO2/InS异质结的电子结构和光催化性能。计算结果显示, 二维Zr2CO2/InS异质结是一种直接带隙半导体材料, 晶格失配率低于3%, 形成能为-0.49 eV, 说明其具有稳定的结构; Zr2CO2/InS异质结的带隙值为1.96 eV, 对应较宽的可见光吸收范围, 且吸收系数高达105 cm-1; 异质结表现出Ⅱ型能带对齐, 价带和导带的带偏置分别为1.24和0.17 eV, 表明光生电子从Zr2CO2层转移到InS层, 而光生空穴则与之相反, 从而实现了电子和空穴在空间上的有效分离。另外, InS是间接带隙半导体材料, 能够进一步降低电子和空穴的复合率。综上所述, 新型二维Zr2CO2/InS异质结是一种潜在的可见光光催化剂。
Zr2CO2/InS异质结 电子结构 光催化性能 第一性原理计算 Zr2CO2/InS heterostructure electronic structure photocatalytic performance first principles calculations
旋转式惯导敏感点与载体坐标系原点不重合,自对准过程中存在角运动,从而引入杆臂效应误差。根据杆臂效应误差模型分析了旋转式惯导内杆臂对自对准的影响,针对这一问题提出了一种结合自对准流程的杆臂标定方法。该方案无需额外的标定流程,能方便地进行工程应用。测试试验结果表明,该方案能准确地标定出旋转式惯导的内杆臂,标定精度为1.1 mm；杆臂补偿后能明显提升自对准精度,方位对准精度提高了35%。
惯性导航系统 旋转式惯导 自对准 杆臂效应 标定 INS rotating IMU self-alignment lever-arm effect calibration
