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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 航空航天 » 飞行器控制 » 关于惯导系统研制相关技术的一些个人理解
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hujieseu

金虫 (著名写手)

[交流] 关于惯导系统研制相关技术的一些个人理解 已有12人参与

本人硕士与博士的课题都是基于惯性导航系统的设计展开的，硕士期间主要参与的两个项目分别是：罗经系统算法研究、SINS/GPS组合导航系统，博士期间主要负责的项目是：单轴旋转惯性导航系统研制，目前博士毕业论文已经成功送审，静待答辩！以后从事的行业与惯导系统没有关联，不过关键技术总是相通的，希望能够在未来的岗位能够如鱼得水，下面我想把自己参与的项目的一些关键技术与大家分享一下：
1. 关于Kalman滤波开环与闭环设计
记得当初刚刚接触Kalman滤波时，总感觉一片茫然，一会看到用开环设计的，一会又看到用闭环设计的。看过一篇文献，在那里提到主张惯导系统的设计以开环Kalman为主，经过自己的思考有以下几个结论：①当我们滤波模型中需要对传感器的偏置进行估计时，则此时必须使用开环Kalman滤波，闭环无法进行偏置估计；②长时间组合导航系统，需要设置开环，不然一段时间易引起滤波器误差发散；③初始对准期间如果方位失准角较大，此时可以考虑使用闭环滤波器，不然一律使用开环滤波器。
2. 初始对准关键技术
目前在工程中使用较为成熟的粗对准方法是：基于重力加速度解析法(即惯性系粗对准)，在摇摆基座环境下能够快速解析计算得到初始航姿信息，精对准通常采用Kalman滤波器对失准角进行估计与补偿，我们在工程中建立的是系统状态方程包括以下几个量：速度、失准角、加速度计常值偏置、陀螺常值漂移，其中加速度计偏置与东向陀螺漂移不可估计，因此最终航向角收敛精度与东向陀螺漂移相关、水平姿态角收敛精度与加速度计偏置相关，如果需要进一步提高初始对准精度，可以转动SINS方位，以提高系统的可观测性。
3. 单轴旋转惯性导航系统关键技术
目前我们研制的单轴旋转惯导系统的转位方式是经典的四位置转停旋转方式，在粗对准阶段控制转位机构不转，进入精对准后，转位旋转机构，以提高系统的初始对准精度，根据仿真与实际系统的研制试验，我们发现对于导航级精度的惯性导航系统，航向角收敛精度优于0.003度，水平姿态角收敛误差接近零，能够满足高精度惯性导航系统对初始航姿信息需求。
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黄河之水88 爱新觉罗日尧

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让我们忘了那片海 让我们来世再从来~
1楼 2017-02-11 17:27:45
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hujieseu

金虫 (著名写手)
引用回帖:
5楼: Originally posted by messi01 at 2017-02-14 10:53:08
楼主，这个kf的开环和闭环设计是怎么区分的呢？

你好：开环Kalman时，滤波器新息来自惯性导航解算与外观测信息，滤波器利用新息估计得到系统状态量，并在输出端对惯性导航系统的误差进行校正(比如：速度、位置与姿态)，如果能估计得到IMU误差，则可对INS的IMU进行在线校准；
闭环Kalman时，每进行一步Kalman滤波解算，都将估计得到的状态信息反馈到系统解算中，并将滤波器值清零，所以闭环Kalman不能估计IMU误差。
这两者的区别在于开环Kalman估计到的状态量不需反馈，只在输出端进行误差校正，而闭环Kalman估计得到的状态量则需要进行反馈，并清零。目前个人主张利用开环设计。
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让我们忘了那片海 让我们来世再从来~
7楼2017-02-18 16:20:05
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xuelian123

新虫 (小有名气)
★
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楼主，我想问下，我现在研究的是卫星导航，你感觉卫星导航和惯性导航组合导航还有东西可研究吗？

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9楼2017-05-19 15:22:06
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黄河之水88

金虫 (小有名气)
★
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送红花一朵
组合导航的论文是不是非常不好发了
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10楼2017-06-08 22:35:35
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afu2007

铁杆木虫 (职业作家)
★
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楼主转到什么行业了?

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2楼2017-02-11 21:47:16
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hujieseu

金虫 (著名写手)
引用回帖:
2楼: Originally posted by afu2007 at 2017-02-11 21:47:16
楼主转到什么行业了?

GPS的研究！
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让我们忘了那片海 让我们来世再从来~
3楼2017-02-12 08:47:03
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zz找找

新虫 (小有名气)
★
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我也是学这方面的，不过我是硕士生，感谢楼主分享

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4楼2017-02-13 21:47:34
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messi01

木虫 (正式写手)
★
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楼主，这个kf的开环和闭环设计是怎么区分的呢？

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5楼2017-02-14 10:53:08
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henhoney

铁虫 (小有名气)
★
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我也是惯导方面的

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勇往直前，追逐梦想！
6楼2017-02-16 23:52:26
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messi01

木虫 (正式写手)
★
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引用回帖:
7楼: Originally posted by hujieseu at 2017-02-18 16:20:05
你好：开环Kalman时，滤波器新息来自惯性导航解算与外观测信息，滤波器利用新息估计得到系统状态量，并在输出端对惯性导航系统的误差进行校正(比如：速度、位置与姿态)，如果能估计得到IMU误差，则可对INS的IMU进行 ...

楼主，我私信你了，关于这个问题我们私信讨论一下

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8楼2017-02-28 17:44:46
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