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低轨卫星增强GNSS/MIMU紧组合定位性能分析
1
作者 丁虎山 陈帅 +1 位作者 宋华 丁鹏飞 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期70-75,共6页
针对智能手机内置低成本全球导航卫星系统(GNSS)存在的卫星信号衰减严重、伪距噪声大、抗干扰能力弱等问题,提出一种低轨(LEO)卫星增强GNSS/微惯性测量单元(MIMU)紧组合定位方法:基于智能手机采集的GNSS观测数据和MIMU的量测数据及开普... 针对智能手机内置低成本全球导航卫星系统(GNSS)存在的卫星信号衰减严重、伪距噪声大、抗干扰能力弱等问题,提出一种低轨(LEO)卫星增强GNSS/微惯性测量单元(MIMU)紧组合定位方法:基于智能手机采集的GNSS观测数据和MIMU的量测数据及开普勒轨道根数计算得到的LEO卫星观测数据构建紧组合算法模型;并对其定位性能进行分析。实验结果表明,增加LEO卫星观测量后,GNSS的位置精度因子(PDOP)可降低16.63%,组合导航系统水平和高程方向的定位精度提升至1.361 m和1.418 m;通过LEO卫星增强能够显著提升智能手机GNSS/MIMU紧组合定位性能。 展开更多
关键词 低轨(LEO)卫星 组合导航 智能手机 微惯性测量单元(mimu) 全球卫星导航系统(GNSS)
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MIMU定位定向系统数据采集装置的设计 被引量：12
2
作者 单茂华 周百令 +1 位作者 李宏生 黄丽斌 《数据采集与处理》 CSCD 2002年第4期390-394,共5页
介绍了一个用于微型惯性测量组合 ( Micro inertial measurementunit,MIMU)定位定向系统的数据采集装置。该装置由数据采集模块、数据处理模块、数据下载模块组成。数据采集模块用 1 6位高精度 AD6 76和浮点放大器采集 MIMU输出信号 ;... 介绍了一个用于微型惯性测量组合 ( Micro inertial measurementunit,MIMU)定位定向系统的数据采集装置。该装置由数据采集模块、数据处理模块、数据下载模块组成。数据采集模块用 1 6位高精度 AD6 76和浮点放大器采集 MIMU输出信号 ;数据处理模块采用主从式紧耦合双处理器结构 ,分别以数字信号处理器 ( DSP)作为数据处理机 ,单片微控制器作为 I/ O接口处理机 ;数据下载模块增设了通讯监听处理器 ,以提高数据下载传输的可靠性。文中还介绍了数据采集的软件设计。该系统结构简单 ,满足了定位定向系统在数据采集处理方面提出的诸多性能指标 ,为捷联定位定向系统的小型化提供了一种新的思路。 展开更多
关键词 导航定位系统 捷联惯导系统 数据采集装置 设计 数据采集系统
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一种基于MIMU的九陀螺冗余配置 被引量：11
3
作者 李雪莲 孙尧 +1 位作者 莫宏伟 姚成凯 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期90-94,共5页
为进一步提高微惯性传感器及测量组合的可靠性和精度,提出了一种新型的基于MIMU的9陀螺斜置冗余设计方案,该系统体现出较好的容错性能.对不超过3个微陀螺发生失效的情况进行故障检测,故障识别率达到91%.分别与无冗余配置、4轴冗余配置、... 为进一步提高微惯性传感器及测量组合的可靠性和精度,提出了一种新型的基于MIMU的9陀螺斜置冗余设计方案,该系统体现出较好的容错性能.对不超过3个微陀螺发生失效的情况进行故障检测,故障识别率达到91%.分别与无冗余配置、4轴冗余配置、9陀螺正交冗余配置进行了对比分析,结果表明,本配置精度略小于同等元件数量的正交配置,但却具有更好的容错性能,是一种既具有较高精度又具有较高可靠性的配置方式. 展开更多
关键词 微惯性测量组合 冗余配置 微陀螺 故障诊断
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基于椭球拟合的MIMU系统自标定方法 被引量：3
4
作者 刘宇 杨磊 +2 位作者 邸克 李博 司学迁 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期292-295,共4页
针对微惯性测量单元(MIMU)测量精度的提高,提出一种自适应的MIMU系统自标定方法。通过MIMU系统陀螺仪和加速度计误差模型分析,将陀螺仪和加速度计的误差模型转化为一个线性回归方程,使用椭球拟合的最小二乘方法对MIMU系统进行拟合,最后... 针对微惯性测量单元(MIMU)测量精度的提高,提出一种自适应的MIMU系统自标定方法。通过MIMU系统陀螺仪和加速度计误差模型分析,将陀螺仪和加速度计的误差模型转化为一个线性回归方程,使用椭球拟合的最小二乘方法对MIMU系统进行拟合,最后运用多次拟合模式进行总体标定。采用实验室三轴转台进行实验验证,得到标定的姿态测量系统的精度提高了3个数量级,证实了此标定方案的可行性。 展开更多
关键词 椭球拟合 最小二乘 自标定 自适应 微惯性测量单元(mimu)
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低成本MIMU/GPS组合导航系统设计与实验 被引量：3
5
作者 周姜滨 袁建平 岳晓奎 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期215-219,共5页
高精度惯性传感器的昂贵价格在一定程度上限制了惯性导航系统(INS)的进一步推广应用,然而低成本微型惯性测量单元(MIMU)的出现,为INS的推广应用了带来了新的契机。文中提出了一种适合于工程应用的低成本MIMU/GPS组合导航系统的结构与方... 高精度惯性传感器的昂贵价格在一定程度上限制了惯性导航系统(INS)的进一步推广应用,然而低成本微型惯性测量单元(MIMU)的出现,为INS的推广应用了带来了新的契机。文中提出了一种适合于工程应用的低成本MIMU/GPS组合导航系统的结构与方案,并给出了组合导航系统位置速度交替组合模式的数学模型。考虑到未知工作环境中各类噪声统计参数的未确定性易使经典的卡尔曼滤波器发散,因此文中采用了闭环自适应卡尔曼滤波器对子系统的数据进行融合处理;设计了低成本的组合导航系统原理样机,并进行了跑车实验。跑车实验及事后数据处理分析结果表明:该系统具有较高的长时间导航精度以及良好的可靠性和鲁棒性。 展开更多
关键词 mimu GPS 组合导航 自适应卡尔曼滤波
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基于MIMU/WI-FI的井下人员三维全局定位 被引量：2
6
作者 罗宇锋 刘勇 +2 位作者 王红旗 李芳 刘志凤 《计算机应用与软件》 CSCD 2015年第4期113-116,共4页
为进一步提高煤矿井下人员定位系统的定位精度,克服目前只能区域定位,抗干扰能力差等缺点,提出一种新型的基于MIMU/WI-FI组合的煤矿井下人员三维全局定位方法。在对MIMU和WI-FI各自定位原理分析的基础上,给出基于MIMU/WI-FI组合定位的... 为进一步提高煤矿井下人员定位系统的定位精度,克服目前只能区域定位,抗干扰能力差等缺点,提出一种新型的基于MIMU/WI-FI组合的煤矿井下人员三维全局定位方法。在对MIMU和WI-FI各自定位原理分析的基础上,给出基于MIMU/WI-FI组合定位的系统解算图。通过对MIMU和WI-FI各自的误差源分析,建立组合系统误差模型,进而采用间接法卡尔曼滤波并运用位置组合方式获得组合系统的定位信息。最后,对组合定位误差模型进行仿真。仿真结果表明,基于MIMU/WI-FI的组合定位方法具有定位精度高,实时性强,可靠性好,能够进行三维全局定位等优点,为提高煤矿安全生产管理水平提供了一种更好的方法,具有较高的工程应用价值。 展开更多
关键词 三维全局定位系统 mimu WI-FI 误差模型 位置组合 间接法卡尔曼滤波
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MIMU和磁强计组合在线定姿算法研究 被引量：2
7
作者 朱文杰 王广龙 +2 位作者 高凤岐 乔中涛 李其昌 《自动化仪表》 CAS 北大核心 2013年第11期21-25,共5页
为了满足航姿参考系统(AHRS)小型化、低成本工程实现的需要,基于微惯性测量单元(MIMU)和微磁强计,提出了一种在线实时定姿方法。该方法首先采用四元数法描述系统模型,接着利用优化的梯度下降算法对加速度计和磁强计测得的数据进行处理,... 为了满足航姿参考系统(AHRS)小型化、低成本工程实现的需要,基于微惯性测量单元(MIMU)和微磁强计,提出了一种在线实时定姿方法。该方法首先采用四元数法描述系统模型,接着利用优化的梯度下降算法对加速度计和磁强计测得的数据进行处理,然后采用快速小波变换阈值去噪方法对陀螺仪输出信号进行预处理,最后通过互补滤波器将以上得到的结果进行融合,提高了姿态解算精度。在线测试和Kalman滤波表明,在线定姿法实现简单、参数调整方便、姿态跟踪误差小,便于在嵌入式微处理器中实现,具有较强的实用性。 展开更多
关键词 微惯性测量单元 磁强计 滤波器 梯度下降法 小波变换 数据处理
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低精度MIMU系统数据预处理和解算 被引量：6
8
作者 杨宁 张传斌 田蔚风 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2005年第5期26-30,共5页
低成本的微惯性测量组件(M IMU)导航系统在惯性导航中得到了越来越广泛的应用。但由于微惯性仪表技术仍处于发展阶段,技术不是很成熟,因此M IMU在精度和稳定性方面仍存在缺点。低精度M IMU的数据输出中存在野值的现象,并且有较大的常值... 低成本的微惯性测量组件(M IMU)导航系统在惯性导航中得到了越来越广泛的应用。但由于微惯性仪表技术仍处于发展阶段,技术不是很成熟,因此M IMU在精度和稳定性方面仍存在缺点。低精度M IMU的数据输出中存在野值的现象,并且有较大的常值漂移。如果不进行野值处理和常值漂移补偿,系统将无法正常工作或者精度很差。本文采用了简单实用的方法对低精度M IMU系统的数据进行了预处理,并对系统在转台上进行了静态和动态实验,进行了导航解算,得到了不错的结果,验证了这种数据预处理方法的可行性。 展开更多
关键词 微惯性测量组件 野值 常值漂移
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基于不等式约束卡尔曼滤波的双MIMU导航位置校正方法 被引量：6
9
作者 时伟 王阳 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期11-16,共6页
为了实现GPS信号缺失下的单兵自主导航,提出一种基于微惯性测量技术(MIMU)的单兵导航方案。由于惯性导航时误差随着时间而积累,提出了基于双MIMU的单兵导航位置校正方法,通过将两个MIMU分别固联在单兵的双脚上,根据行走时候的步态特性,... 为了实现GPS信号缺失下的单兵自主导航,提出一种基于微惯性测量技术(MIMU)的单兵导航方案。由于惯性导航时误差随着时间而积累,提出了基于双MIMU的单兵导航位置校正方法,通过将两个MIMU分别固联在单兵的双脚上,根据行走时候的步态特性,利用基于假设检验和极大似然估计的零速检测器,进行零速检测修正。结合单兵行走时最大步长约束,设计一种最大步长分解约束下的卡尔曼滤波椭球约束算法,进一步校正单兵导航位置估计。研究结果表明,采用最大步长分解约束不等式卡尔曼滤波的双MIMU单兵导航方案,与未加约束时相比双脚位置均方根误差下降了41.46%。 展开更多
关键词 微惯性测量单元 最大步长 椭球约束 位置校正
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基于WPS/GPS/MIMU组合的无缝定位技术研究 被引量：5
10
作者 史岩 朱涛 傅军 《计算机测量与控制》 北大核心 2014年第10期3388-3391,3395,共5页
低成本、低精度的微型惯性测量组合(MIMU)虽然能完全自主地输出定位信息,但是随着时间的积累,本身的误差将会变大,即只能够在短时间内保持高精度;而全球定位系统(GPS)存在着如室内环境下无法有效提供连续定位信号的缺陷;因此将GPS和惯... 低成本、低精度的微型惯性测量组合(MIMU)虽然能完全自主地输出定位信息,但是随着时间的积累,本身的误差将会变大,即只能够在短时间内保持高精度;而全球定位系统(GPS)存在着如室内环境下无法有效提供连续定位信号的缺陷;因此将GPS和惯性导航结合起来,再加入无线定位系统(WPS)达到了无缝定位的要求;文章根据不同的定位场景,设计了相应的解决方案,并采用WPS/GPS/MIMU的组合方式来实现无缝定位;最后基于各误差系数设计了轨迹发生器和卡尔曼滤波器,并对GPS不稳定时的无缝定位系统进行了数字仿真;结果表明,与传统的定位方式相比,此方法增加了定位的适用范围,达到了无缝定位的要求。 展开更多
关键词 无缝定位 组合定位 区域无线定位系统 全球定位系统 微型惯性测量组合
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基于MIMU的行人导航算法研究 被引量：12
11
作者 周启帆 张海 +1 位作者 常艳红 车欢 《系统仿真技术》 2010年第4期281-286,共6页
行人导航系统(Pedestrian Navigation System,PNS)为实时确定行人当前所在位置的定位导航系统,可记录人的步行轨迹或指引人抵达预设目的地。行人导航算法是由三轴MEMS(微电子机械系统)陀螺、MEMS加速度计构成的MIMU(微型惯性测量单元)... 行人导航系统(Pedestrian Navigation System,PNS)为实时确定行人当前所在位置的定位导航系统,可记录人的步行轨迹或指引人抵达预设目的地。行人导航算法是由三轴MEMS(微电子机械系统)陀螺、MEMS加速度计构成的MIMU(微型惯性测量单元)和三轴磁阻传感器组合搭建的测量装置,置于行人腰部感受其行走时的运动,首先利用加速度计输出进行步态识别,其次建立步长与步长系数、步速之间的关系,使用最小二乘法标定步长系数的方法,实现了步长计算因人的行走速度、人与人行走方式不同的自适应调节,提高了步长的计算精度,最后融合捷联航向和磁航向计算行进方向,使用航迹递推计算轨迹。经测试,此算法具有较高的定位精度。 展开更多
关键词 微型惯性测量单位 步态识别 步长系数 行人导航系统
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弹道修正引信滚转角未知条件下MIMU快速初始对准方法 被引量：4
12
作者 金磊 胡宝远 +2 位作者 申强 王晗瑜 邓子龙 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期530-535,共6页
针对基于双旋结构的二维弹道修正引信及所配用弹药发射后修正引信滚转角不确定的问题,提出采用BP神经网络快速确定修正引信滚转角范围进行粗对准,进而利用卫星导航信息辅助惯性导航系统进行快速初始对准的方法.该方法利用修正引信滚转... 针对基于双旋结构的二维弹道修正引信及所配用弹药发射后修正引信滚转角不确定的问题,提出采用BP神经网络快速确定修正引信滚转角范围进行粗对准,进而利用卫星导航信息辅助惯性导航系统进行快速初始对准的方法.该方法利用修正引信滚转角误差与惯性导航解算速度误差之间的关系建立神经网络模型,并通过仿真生成不同工况的弹道数据对神经网络进行训练.针对某旋转弹弹道进行仿真,结果表明,使用中等精度微惯性测量组合,粗对准过程中修正引信滚转角误差估计值小于20°,精对准过程中姿态误差角在弹丸发射后40 s内收敛到0.4°以内. 展开更多
关键词 二维弹道修正弹药 修正引信滚转角 BP神经网络 初始对准 微惯性测量组合
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基于MIMU的杆塔倾斜测量方法 被引量：11
13
作者 杨金显 阎朝鹏 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第6期58-61,共4页
为了准确测量杆塔倾斜姿态,提出了一种基于微惯性测量单元(MIMU)的杆塔倾斜测量方法。在杆塔不同位置安装MIMU测量节点,采集杆塔运动的三轴加速度和角速度信息;采用无迹Kalman滤波对采集的原始数据进行降噪处理;采用四元数姿态解算检测... 为了准确测量杆塔倾斜姿态,提出了一种基于微惯性测量单元(MIMU)的杆塔倾斜测量方法。在杆塔不同位置安装MIMU测量节点,采集杆塔运动的三轴加速度和角速度信息;采用无迹Kalman滤波对采集的原始数据进行降噪处理;采用四元数姿态解算检测杆塔倾斜状态。实验结果表明:采用该方法在很大程度上降低了噪声干扰,且采用四元数姿态解算方法能够准确检测杆塔的倾斜程度。 展开更多
关键词 微惯性测量单元 四元数 卡尔曼滤波 倾斜姿态
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大方位失准角MIMU空中对准建模及半物理仿真 被引量：1
14
作者 曹娟娟 房建成 盛蔚 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期63-66,共4页
由于快速性的要求,微小型无人机不经过地面精确初始对准就升空作业,因此MIMU(Micro Inertial Measurement Unit)空中对准在大失准角下进行.为了提高微小型无人机空中的反应速度和作业精度,把非线性误差部分作为状态变量,建立MIMU在大方... 由于快速性的要求,微小型无人机不经过地面精确初始对准就升空作业,因此MIMU(Micro Inertial Measurement Unit)空中对准在大失准角下进行.为了提高微小型无人机空中的反应速度和作业精度,把非线性误差部分作为状态变量,建立MIMU在大方位失准角下无需小角度近似的空中对准的线性模型,同时为解决噪声不确定导致滤波器发散的问题,提出将AKF(Adaptive Kalman Filter)应用在GPS(Global Positioning System)辅助MIMU的空中对准中,半物理仿真结果证实其取得了比基于非线性误差模型的EKF(Extended Kalman Filter)精度高且速度快的结果,不仅使MIMU的方位失准角由60°快速下降到2°左右,且所需时间仅为EKF的67%. 展开更多
关键词 微惯性测量单元 全球定位系统 空中对准 自适应卡尔曼滤波
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基于卡尔曼滤波的MIMU姿态解算算法研究 被引量：10
15
作者 张静 李维刚 +2 位作者 张骏虎 聂鹏 张传庄 《计算机测量与控制》 2020年第12期233-237,242,共6页
针对MEMS惯性测量单元器件特性导致的测量精度低、数据发散和航向角积分漂移等问题,提出一种基于卡尔曼滤波的四元数姿态解算算法;设计的卡尔曼滤波器,以陀螺仪获取到的姿态角与角速度计和磁力计获得的姿态角的偏差为观测量,对姿态误差... 针对MEMS惯性测量单元器件特性导致的测量精度低、数据发散和航向角积分漂移等问题,提出一种基于卡尔曼滤波的四元数姿态解算算法;设计的卡尔曼滤波器,以陀螺仪获取到的姿态角与角速度计和磁力计获得的姿态角的偏差为观测量,对姿态误差角进行优化估计,得到姿态误差角的最优估计值;在计算量没有大幅提高的前提下对陀螺仪得到的姿态角进行优化校正,从而得到较高精度的姿态角信息;通过在无磁转台上进行静态测试以及在测试标定系统上进行动态测试,分析各轴向的补偿效果表明,该方法可以有效增强MIMU的动态跟随性能、明显提升姿态解算精度。 展开更多
关键词 四元数 卡尔曼滤波 姿态解算 MEMS惯性测量单元
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基于MIMU的行人室内导航技术的实现 被引量：1
16
作者 刘晓梅 张慕远 +1 位作者 李金凤 王庆辉 《沈阳化工大学学报》 CAS 2016年第3期271-274,共4页
采用微机械惯性测量单元(MIMU),设计一套固定在行人腰部的可穿戴式室内定位导航设备.采用行人航位推算原理(PDR),计算行人行走的步数、步长及方位,实现行人室内定位,解决了GPS导航技术在室内无法使用的缺陷.测试结果表明:系统的平均定... 采用微机械惯性测量单元(MIMU),设计一套固定在行人腰部的可穿戴式室内定位导航设备.采用行人航位推算原理(PDR),计算行人行走的步数、步长及方位,实现行人室内定位,解决了GPS导航技术在室内无法使用的缺陷.测试结果表明:系统的平均定位误差低于行进距离的0.74%,满足行人室内定位要求.验证了系统的有效性和可靠性. 展开更多
关键词 微机械惯性测量单元 室内定位 行人航位推算
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MIMU/GNSS组合制导技术在制导炮弹中的应用 被引量：1
17
作者 马芮 《现代防御技术》 北大核心 2009年第1期52-57,共6页
介绍了MIMU/GNSS组合制导技术的特点,并系统地介绍了MIMU的发展情况。列举了美国及其他国家制导炮弹的研制和使用情况,详细说明了MIMU/GNSS在不同型号的制导炮弹中的应用,并对其关键技术作了简要说明。
关键词 微型惯性测量装置 全球导航卫星系统 组合制导 制导炮弹
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低成本MIMU车载组合导航联邦滤波算法 被引量：1
18
作者 傅军 韩洪祥 刘少帅 《舰船电子工程》 2021年第2期39-43,49,共6页
针对基于MIMU的组合导航方案存在的复杂环境下姿态估计精度较差以及系统容错性较差等问题,设计了基于联邦滤波结构的MIMU/GNSS/MAG组合导航方案,通过仿真及车载试验验证了该方案的有效性。在此基础上,分析对比了有无故障检测及隔离的组... 针对基于MIMU的组合导航方案存在的复杂环境下姿态估计精度较差以及系统容错性较差等问题,设计了基于联邦滤波结构的MIMU/GNSS/MAG组合导航方案,通过仿真及车载试验验证了该方案的有效性。在此基础上,分析对比了有无故障检测及隔离的组合导航方案性能,通过仿真试验验证,进行有效的信息故障检测及隔离提高了该组合导航系统的输出精度和稳定性。 展开更多
关键词 微惯性测量单元 组合导航 联邦滤波 故障检测
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车载MIMU/GPS/地磁系统的模糊广义RBFNN辅助滤波算法
19
作者 夏琳琳 杨雪东 初妍 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期335-339,共5页
以车载微惯性测量单元/GPS/地磁系统为研究对象,构造一类模糊广义径向基函数网络辅助滤波器,完成对基于EKF的非线性导航滤波解算,以提高导航系统参数估算精度和系统动态性能。相同条件下的仿真表明,对比标准EKF和模糊广义径向基函数网... 以车载微惯性测量单元/GPS/地磁系统为研究对象,构造一类模糊广义径向基函数网络辅助滤波器,完成对基于EKF的非线性导航滤波解算,以提高导航系统参数估算精度和系统动态性能。相同条件下的仿真表明,对比标准EKF和模糊广义径向基函数网络辅助滤波方法,采用后者获得的导航参数误差均方差小,统计特性好,对姿态、航向角误差的最优估计分别控制在0.2°和0.4°以内。导航解算对微惯性测量单元误差在一定范围内的变动不敏感,保证了测量的精度。 展开更多
关键词 模糊径向基网络 微惯性测量单元 紧耦合 辅助滤波 组合导航系统
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低成本MIMU/编码器组合的高精度航姿系统 被引量：1
20
作者 陈述奇 刘青峰 +3 位作者 冉龙明 李星海 肖祥能 黄勇 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2012年第3期368-371,共4页
高精度惯性传感器的昂贵价格在一定程度上限制了惯性导航系统的进一步推广应用,根据某型雷达车的需要,该文提出了一种低成本微型惯性测量单元(MIMU)/编码器组合的高精度航姿系统的结构与方案,并给出了初始对准和组合导航系统的数学模型... 高精度惯性传感器的昂贵价格在一定程度上限制了惯性导航系统的进一步推广应用,根据某型雷达车的需要,该文提出了一种低成本微型惯性测量单元(MIMU)/编码器组合的高精度航姿系统的结构与方案,并给出了初始对准和组合导航系统的数学模型,初始航向对准通过接收挠性陀螺寻北仪的寻北结果来完成,考虑到雷达车的工作方式,扣除杆臂效应后,2个速度误差观测量和3个位置误差观测量都为0,采用卡尔曼(Kalman)滤波将捷联惯导解算和航向编码器数据进行信息融合,得到对载体导航参数的最优估计。设计了工程样机,并进行了实验室测试与用户工程使用测试,结果表明,静态下产品的俯仰≤0.015°,滚动≤0.015°;动态下产品的俯仰≤0.025°(1σ),滚动≤0.025°(1σ)。 展开更多
关键词 微型惯性测量单元(mimu) 捷联惯导 卡尔曼滤波
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