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
针对双轴调制激光惯导系统(D-INS)导航误差随时间发散的问题,提出了一种D-INS组合点校技术,利用多普勒计程仪的对地速度信息进行D-INS速度误差量测,基于最优估计理论完成D-INS姿态误差的估计与补偿,根据卫星导航系统的单点精确位置信息对D-INS位置误差进行校正,实现D-INS导航误差重调的同时有效抑制陀螺角随机游走引起的积累震荡误差,克服了现有两点校正误差重调技术需外界提供间隔特定时间的两点精确位置信息的使用限制。试验结果表明,利用该技术进行D-INS误差重调,可以实现系统一个自主导航周期的导航误差减小为相同条件下单点位置校正的50%,有效提高了系统长航时导航精度。
双轴调制 激光惯导 组合点校 最优估计 计程议 dual-axis rotational modulation inertial navigation system integration point position correction optimal estimation theory velocity log
华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430223
里程计标度因数受载车负载、轮胎变形、气压、温度等外部条件影响,在与激光惯导组合时易使定位误差发散。为解决此问题,建立了高阶卡尔曼滤波器,通过实时估计里程计标度因子误差及其安装误差,并进行补偿,大幅度提高组合导航精度。利用现有设备,进行了跑车测试,路面包括市区道路、一般国道、高速公路、泥石路等各种复杂路面条件,与目前常用组合导航方法相比,技术指标大幅度提高,一般定位导航误差最大值在30 m以内,可以较好满足载车对高精度导航的实时需求。
车载激光惯导 里程计 组合导航 误差标定 vehicular laser inertial navigation system odometer integrated navigation error calibration
1 中国人民解放军92941部队, 辽宁 葫芦岛 125001
2 华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430223
调制转台的到位精度以及速度平稳性直接影响舰载旋转调制激光陀螺惯性导航系统的导航定位精度。摩擦会使调制转台产生极限环现象,进而严重影响调制转台的到位精度以及速度平稳度。针对上述问题,基于变结构控制策略设计了旋转调制激光陀螺惯性导航系统旋转调制转台伺服控制系统,可以有效克服由于摩擦、未建模误差以及电机力矩波动产生的极限环现象。仿真结果表明,存在摩擦、未建模误差等外界干扰的条件下,调制转台的到位精度以及速度平稳度均能得到较为满意的结果。
变结构控制 旋转调制激光惯导 伺服控制 趋近律 variable structure control modulation laser gyro inertial navigation system servo control approach law
海军驻中南地区光电系统军事代表室, 湖北 武汉 430223
经典旋转矢量算法通过增加算法子样数来提高圆锥补偿精度,但同时会降低系统姿态更新频率,引入更大的圆锥误差,导致无法提高系统姿态解算精度。针对上述问题,结合刚体有限转动的Goodman-Robinson理论,从运动学角度给出了圆锥误差的诠释,提出了流水式旋转矢量姿态更新算法。该算法在保证圆锥补偿精度的同时提高了系统姿态更新频率,减少了由等效旋转矢量算法引入的圆锥误差,最终实现提高系统姿态解算精度的目的。试验结果表明,该算法与现有某型激光惯导所采用的经典四子样旋转矢量算法相比,姿态更新频率提高了4倍,姿态解算精度提高了30%。
文字间用 号隔开空半格激光惯导 圆锥误差 流水式旋转矢量算法 Goodman-Robinson理论 RLG-SINS coning error continuous-flow rotation vector algorithm Goodman-Robinson theory
在激光惯导系统设计中, 惯导仪表信号采集电路需要具备高精度采集惯性仪表信号和体积小的特点。介绍了一种简单且精度高、体积小的信号采集电路设计方法, 该方法采用FPGA对激光陀螺输出信号进行采集和FIR滤波, 采用I/F电路对石英挠性加速度计输出的电流信号进行转换, 利用FPGA进行可逆计数从而转变为加速度计信号值。详细介绍了惯导仪表信号采集电路硬件和软件设计过程, 包括I/F电路设计、FIR低通滤波器设计等, 最后通过试验验证设计的正确性。
激光惯导 FIR滤波 I/F电路 laser inertial navigation FIR filter I/F circuit FPGA FPGA
海军驻桂林地区军事代表室, 广西 柳州 545005
传统车载激光惯导算法验证方式需要消耗大量的人力物力，而且算法性能的评估结果受各种外界因素影响较大，针对上述问题，提出基于实验室半物理仿真平台的激光惯导算法验证方法，并搭建了该仿真平台。研究表明，基于实验室半物理仿真平台的激光惯导算法验证方法相比传统算法验证方法具有快捷、简单、准确、客观等诸多优点。
激光惯导 算法验证 实验室半物理仿真平台 SINS algorithm verification laboratory semi-physical simulation platform
中国人民解放军驻3303厂军事代表室, 湖北 武汉 430223
针对激光陀螺惯导的温度补偿，将影响激光陀螺零偏的各种可能的变量作为零偏补偿的状态变量，利用逐步回归分析方法，挑选出对零偏贡献较大的显著变量，建立精准的数学物理模型，并对实测的激光陀螺进行温度补偿建模。结果表明，温度变化率以及与温度的交叉积对温度补偿模型的影响不显著，得到的温度补偿模型可以对陀螺的零偏进行实时补偿, 提高了陀螺的精度。
激光惯导 激光陀螺 温度补偿 逐步回归分析 laser gyro inertial navigation laser gyro temperature compensation stepwise regression analysis
