国家自然科学基金(60602047) 作品数:14 被引量:106 H指数:7 相关作者: 房建成 盛蔚 刘百奇 宫晓琳 谭丽伟 更多>> 相关机构: 北京航空航天大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家高技术研究发展计划 国防基础科研计划 更多>> 相关领域: 航空宇航科学技术 交通运输工程 电子电信 更多>>
初始姿态精度对SAR成像分辨率的影响 被引量:1 2008年 分析了合成孔径雷达SAR运动补偿用惯导初始对准误差对SAR天线相位中心运动参数测量精度以及成像分辨率的影响。通过建立惯性器件误差→惯导初始自对准精度→SAR成像分辨率三者之间的量化映射关系,可以直观地发现,SAR合成孔径起始时刻姿态误差对成像分辨率的影响较之初始位置、速度误差更为严重,并分析指出不同方向的初始姿态误差对SAR成像分辨率的影响并不相同,由此进一步分析了SAR运动补偿系统惯导器件对成像分辨率的影响。经过单个点目标SAR成像(RD算法)仿真验证了该方法的正确性。 盛蔚 谭丽伟关键词:映射关系 微小型无人机用微磁数字罗盘集成系统的设计 被引量:9 2008年 针对现有微磁数字罗盘成本高、输出频率低、动态定姿时易发散等问题,结合微小型无人机(MUAV)导航与控制系统的组成特点,设计了一种利用MUAV机载微惯性测量单元(MIMU)中的天向陀螺输出判断无人机的运动状态,采用MIMU中的3轴加速度计组件测量的地球重力矢量,配合3轴磁阻传感器测量的地球磁场矢量,共同进行姿态确定的微磁数字罗盘集成系统。对传统的环境干扰磁场校正方法进行了完善与验证,使之适合于空间三维定姿。试验结果表明:系统总体性能良好,航向精度可达0.5°,成本为同类产品的1/5,输出响应可达50 Hz,满足应用于MUAV导航控制系统的微磁数字罗盘的高精度、低成本和实时性的要求。 马珍珍 盛蔚 房建成关键词:GPS MIMU 一种在线实时消除SINS陀螺常值漂移的方法 被引量:9 2008年 针对捷联惯性导航系统(SINS)中陀螺常值漂移存在逐次启动误差以及逐日漂移变化的问题,提出一种捷联状态下在线实时消除陀螺常值漂移的方法,通过附加一个监控陀螺,实现对SINS中导航陀螺常值漂移的在线测量与补偿。文中给出了该方法的理论推导,并进行了误差分析。半物理仿真结果表明,该方法能够自主地在线测量SINS中导航陀螺逐次启动后的常值漂移量及其缓慢变化,并能够获得误差小于0.02°/h的陀螺常值漂移,可据此进行陀螺常值漂移的在线实时补偿,有效克服陀螺性能变化对SINS系统精度的影响,提高了SINS的精度。 宫晓琳 房建成关键词:陀螺 捷联惯性导航系统 常值漂移 光纤陀螺IMU的六位置旋转现场标定新方法 被引量:26 2008年 针对光纤陀螺惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)的误差系数随时间推移而变化的问题,本文提出一种光纤陀螺IMU的六位置旋转现场高精度标定新方法,该方法在使用现场将光纤陀螺IMU在六个位置上进行十二次旋转,然后根据光纤陀螺IMU的误差模型建立42个非线性输入输出方程,通过旋转积分和对称位置误差相消,消除方程中的非线性项,最终求解出陀螺标度因数、陀螺常值漂移、陀螺安装误差和加速度计常值偏置等15个误差系数。实验结果表明,该方法可在没有精密转台的现场实现光纤陀螺IMU的精确标定,其标定精度与基于精密转台的标定精度相当。 刘百奇 房建成关键词:光纤陀螺 IMU 一种改进的基于小波神经网络的SINS快速初始对准方法 被引量:1 2007年 捷联惯性导航系统静基座初始对准的可观测度低,采用卡尔曼滤波等最优滤波方法进行SINS初始对准时,方位失准角收敛慢且存在滤波器实时性较差的问题。对此提出了一种改进的基于小波神经网络的SINS静基座快速初始对准方法。该方法采用一个小波神经网络替代卡尔曼滤波器,利用该小波神经网络估计出两个水平失准角等SINS误差,然后利用两水平失准角快速收敛的估计结果,通过另一个小波神经网络对方位失准角直接进行快速估计。初始对准试验结果表明,该方法在保证对准精度的情况下大幅度地提高了SINS静基座初始对准的速度,同时也大大提高了系统状态估值运算的实时性。 刘百奇 房建成关键词:捷联惯性导航系统 可观测性 神经网络 实时性 MGNC系统实时快速组合导航新算法 被引量:1 2009年 微小型导航制导控制系统MGNC(Micro Guidance Navigation and Control)传感器多,且数据处理能力有限,为实时提供导航结果,传统上采用降维滤波提高实时性,但这样会造成精度损失.为保证不减少滤波状态量,不损失精度,针对捷联和滤波特点提出一种新的实时解算方法:在捷联解算中以直接递推求解方向余弦矩阵代替以四元数为中间变量进行的间接求解;在滤波计算中用序贯方法处理量测修正值,避免复杂的矩阵求逆;采用稀疏矩阵三元组法,应用于协方差阵计算,减少乘法次数.仿真和实验证明改进算法对计算精度没有损失,且滤波计算时间比原算法减少了34.50%,显著提高了MGNC系统的实时性、鲁棒性和实用性. 盛蔚 谭丽伟关键词:组合导航 实时性 模型预测滤波在机载SAR运动补偿POS系统中的应用 被引量:6 2008年 机载合成孔径雷达(SAR)运动补偿用位置姿态系统(POS)的定位精度直接影响SAR成像的效果。为进一步提高POS的导航精度,提出将模型预测滤波(MPF)与扩展卡尔曼滤波(EKF)相结合的方法应用于POS中。该方法不需要假设模型误差为高斯过程,并能够在线实时估计并修正系统模型,有效解决了MPF算法与系统模型不完全兼容的问题。飞行试验结果表明,该方法的收敛速度和滤波精度均明显优于目前工程应用中的KF和EKF,特别是大大提高了POS的定位精度;同时该算法与线性滤波KF的计算量相当,更好地满足了工程应用对导航精度和实时性的要求。 宫晓琳 房建成关键词:合成孔径雷达 基于预测滤波的捷联惯导任意双位置对准方法 被引量:7 2008年 针对捷联惯性导航系统(SINS,Strapdown Inertial Navigation System)在大失准角情况下的初始对准问题,建立基于加性四元数误差模型的非线性滤波方程,并提出一种基于模型预测滤波(MPF,Model Predictive Filter)与扩展卡尔曼滤波(EKF,Extended Kalman Fil-ter)相结合的地面任意双位置初始对准方法.该方法将部分惯性器件误差作为模型误差,在线实时估计并修正系统模型,提高了状态估计的精度,并克服了将模型误差假设为高斯白噪声的局限性.半物理仿真结果表明,该方法有效提高了SINS姿态误差角的估计精度,而且也降低了系统状态变量的维数,提高了对准解算的实时性. 宫晓琳 房建成关键词:惯性导航系统 非线性滤波 一种GPS与高精度气压高度表在线互标定方法 被引量:7 2009年 该文针对全球定位系统(GPS)和高精度气压高度表测高误差的不同特性,建立基于三阶全微分的气压高度表原理误差补偿模型,并提出一种基于"当前"统计模型自适应卡尔曼滤波(KF)的GPS与高精度气压高度表在线互标定方法,实现GPS与气压高度表的优势互补。通过加速度的均值和方差的自适应跟踪,完成驱动噪声方差阵和状态参数的自适应修正。同时,引入自适应遗忘因子,充分利用"现时"的测量数据,改善滤波器的动态性能。真实航路数据的半物理仿真验证了该文方法的有效性。 宫晓琳 房建成 盛蔚关键词:全球定位系统 高度表 自适应滤波 一种微小型无人机带死区变增益PID自适应控制器的设计与实现 被引量:8 2008年 针对一种常规布局的微小型无人机定点飞行任务中存在的传感器测量精度不高以及发动机振动引起的抖舵问题,设计了带死区变增益PID自适应控制器.文中给出了滚转、航向、俯仰以及位置反馈信号的融合算法,有效地实现了对定姿稳定控制以及定高、定航点的轨迹跟踪控制,并利用实验验证了纵向、滚转和航向三个通道的稳定性.实验结果表明,所设计的导航、控制系统能有效抑制不确定项的影响,且可获得良好的动态跟踪性能. 陶冶 房建成 盛蔚关键词:微小型无人机 控制设计