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  • 简介:摘 要:随着定位与导航技术的发展,高精度、高可靠性导航定位的需求日益增加。单一信息源导航由于受自身固有局限的影响无法满足用户对导航精度的需求,同时也不具备足够高的鲁棒性和可靠性。多源融合导航技术基于信息融合技术综合处理多个导航源获取到的信息,实现在复杂多变的环境中的高精度、低成本的定位能力,从而得到最佳的导航决策结果。根据算法模型结构特征可以将多源导航的融合算法分为:集中式结构算法、并行式结构算法以及混合式结构算法。通过对不同结构的融合算法进行研究,分析三种融合算法的特点、应用场景和评估体系,为应用多源融合导航技术提供理论基础。

  • 标签: 定位与导航 多源融合导航 融合算法
  • 简介:对重力辅助惯性导航技术的基本原理进行了分析,将采样卡尔曼滤波算法用于重力图形匹配。滤波通过设计少量的σ点,并计算这些σ点的经由非线性函数的传播,从而获得滤波值基于非线性状态方程的更新,较广义卡尔曼滤波具有计算精度高、便于计算的特点。

  • 标签: 惯性导航系统 重力辅助惯性导航 σ点 采样卡尔曼滤波
  • 简介:将遗传算法应用于地磁相关匹配导航算法中,分别对船舶低速直线航行和曲线航行进行了仿真实验与分析,结果显示,遗传算法应用在地磁匹配导航中是可行有效的,匹配算法的精度与仿真地磁场要素的变化剧烈程度有关,直线航线匹配最大误差1nm,曲线航线匹配误差在2nm以内。

  • 标签: 遗传算法 地磁导航 目标函数 局部最优
  • 简介:为克服极区经线收敛引起的惯导系统定位定向难题,同时为实现中低纬度地区和高纬度地区导航算法形式的统一,提出了以游移方位惯导编排为内核的极区间接格网导航算法.推导了游移坐标系和格网坐标系间的方向余弦矩阵,以此可间接获取格网航向和格网速度,同时用地心地固坐标替换经纬高定位参数,解决了极区的导航定位问题.仿真分析了两组特定飞行轨迹下的算法性能,并与直接格网惯导力学编排算法进行了比较,结果表明二者导航精度相当,可满足极区导航的需要.

  • 标签: 极区导航 间接格网导航 游移方位 方向余弦矩阵
  • 简介:以SINSiGPS组合导航系统为背景,在对Kalman滤波原理和工程应用进行深入分析的基础上,总结了该方法的不足,提出了应用神经网络和模糊推理技术对系统噪声、观测噪声和其相关阵进行直接调控的方法。该方法根据新息和新息方差的变化,实时调整自适应因子,间接改变Kalman滤波器的当前观测量和过去信息的比例关系。仿真结果表明,该算法对模型和噪声干扰有较强的自适应性,能够有效抑制滤波发散,在不损失原有精度的前提下,提高了系统的鲁棒性。

  • 标签: 模糊控制 神经网络 自适应Kalman滤 SINS/GPS组合导航
  • 简介:导航卫星载体姿态测量是航空、航天、航海和陆地导航中的关键技术。基于载波相位差的载体姿态测量,相位双差整周模糊度的求解是重点和难点。将离散粒子群(DPSO)算法应用于整周模糊度的搜索,无需进行模糊度的去相关处理,采用该算法直接搜索整周模糊度,进而求解出基线矢量。该算法可以提高整周模糊度解算的效率和实时性,适用于动态载体姿态测量。试验结果证明了该算法的有效性。

  • 标签: 导航卫星姿态测量 离散粒子群算法 整周模糊度
  • 简介:提出一种单目视觉里程计/捷联惯性组合导航定位算法。与视觉里程计估计相机姿态不同,惯导系统连续提供相机拍摄时刻对应的三维姿态,克服了单纯由视觉估计相机姿态精度低造成的长距离导航误差大的问题。通过配准和时间同步,用惯导系统解算的速度和视觉里程计计算的速度之差作为组合导航的观测量,采用Kalman滤波修正组合导航系统的误差,同时估计视觉里程计标度因数误差。分别在室内外不同环境下进行了22m的推车实验和1412m的跑车实验,定位误差分别为3.2%和4.0%。与Clark采用姿态传感器定期更新相机姿态估计结果的方法相比,单目视觉里程计/惯性组合导航定位精度更高,定位误差随距离增长率低,适合步行机器人或轮式移动机器人在复杂地形环境下车轮严重打滑时的自主定位导航

  • 标签: 单目视觉里程计 捷联惯性组合导航系统 组合导航 标度因数
  • 简介:摘要本次研究主要分析的内容是北斗导航接收机的抗干扰算法,其基础分析内容为多级的维纳滤波器实现算法,在实际工作中,选择正确的相减算法,之后从根本上改进阻塞矩阵,在实际使用的过程中没实现多级分解特性构造的递推,在递推出空的时候产生二维干扰子空间,在上述的基础上分别子空间投影方法进行结合,实现空-时抗干扰最优的权值大小的进一步求出。相比传统形式的相减结构多级维纳滤波方法,但是其数据精度具有非常明显的限制性,相比其他的抗干扰性能方法其具备明显的优越性,所以其可行性以及实用性非常的显著。对其进行仿真,得到的结果证明了上述方法具有非常显著的有效性。

  • 标签: 北斗导航接收机 抗干扰 算法
  • 简介:摘要:本文主要介绍了北斗卫星导航系统(GNSS)组成、特点及应用,概述了北斗导航信号抗干扰算法,提出了改进后的抗干扰算法-空时频联合自适应抗干扰算法,推导出了具体算法及流程,对空时频联合自适应抗干扰算法进行了仿真计算验证,该抗干扰算法已在实际项目中验证其可靠性,具有很强的工程意义。

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  • 简介:空天飞行器往返于大气层内外,持续工作时间长。捷联惯性/天文组合导航自主性强、隐蔽性好,是最适合空天飞行器的导航方式之一。为提高传统天文定位的导航精度和可靠性,解决其在机载应用中水平基准制约的问题,分析了平台误差角和位置误差对高度角量测的影响,提出了一种以天体高度角为量测信息的捷联惯性/天文深组合导航算法。该算法采用卡尔曼滤波器进行最优估计,可有效估计并补偿系统的姿态误差,减少天文导航定位对水平基准的依赖。仿真表明,单星观测条件下,导航系统姿态误差快速收敛,定位的均方根误差在200m以内,且系统导航性能随导航星数量的增加而提高。

  • 标签: 空天飞行器 捷联惯性 天文 深组合导航 天体高度角
  • 简介:将GPS定位航位推算(DR)技术结合起来,可以用于车辆的定位和导航中.但是现有的航位推算设备都需要用角度传感器测量车辆的行驶方向,在实际应用中存在很多不便而且性价比不高.为解决这一问题,通过研究设计了只使用速度传感器就可以进行航位推算的设备,并对设备的工作原理、体系结构和基本算法进行了介绍.通过对模拟实验数据进行分析,证明了这种航位推算方法可以很好地弥补GPS导航定位的不足.

  • 标签: 航位推算 车辆 行驶方向 导航设备 速度传感器 DR
  • 简介:针对极区经线快速收敛导致基于传统导航坐标系的传递对准模型和误差方程不适用的问题,提出了基于平面导航力学编排的极区传递对准算法,并设计了“速度+姿态”匹配的传递对准滤波模型。该算法基于Kalman滤波最优估计理论,利用舰艇主惯导高精度姿态、速度信息对局部基准姿态失准角进行估计补偿,以达到局部基准极区动基座条件下快速初始对准的目的。仿真结果表明,在中海况条件下,局部基准可在20s内完成方位精度为5′、水平姿态精度为3′的初始对准。

  • 标签: 传递对准 极区导航 KALMAN滤波 平面导航
  • 简介:摘要随着人类对海洋探索的逐步深入,自主式水下机器人已被广泛地应用于海底搜救、石油开采、军事研究等领域。良好的导航性能可以为航行过程提供准确的定位、速度和姿态信息,有利于AUV精准作业和安全回收。本文介绍了三种不同的导航算法的基本原理,并对算法性能进行了仿真实验分析。结果表明,在系统模型和时间步长相同的情况下,粒子滤波算法性能优于无迹卡尔曼滤波算法,无迹卡尔曼滤波算法性能优于扩展卡尔曼滤波算法

  • 标签:   自主式水下机器人导航 粒子滤波 无迹卡尔曼滤波扩展卡尔曼滤波
  • 简介:摘要:基于FPGA(现场可编程门阵列)研发设计导航雷达MTD(主动目标检测)算法,是实现雷达回波信号高精准采集的基础保障。本文简要分析了导航雷达的工作原理与基本结构,并通过构建信号采集架构、优化信号采集电路、完善逻辑功能模块、设计仿真模拟实验等步骤,优化导航雷达使用效果。

  • 标签: FPGA MTD算法 仿真模拟实验 雷达回波信号
  • 简介:针对智能车模型,提出了基于机器视觉的神经网络转向控制算法。该算法的输入为一张道路图的黑线位置值,输出为前轮转角。试验结果表明,这种算法能够很好地学习操作员给定的控制策略,具有较好的稳定性和鲁棒性。

  • 标签: 神经网络 智能车 横向控制算法
  • 简介:圆锥误差和量化误差是激光捷联惯性导航系统姿态解算误差的两个最主要的误差源.从分析圆锥误差产生的机理出发,分别分析了以角度和角速度为计算参数的圆锥误差补偿算法,并对量化误差对圆锥误差补偿算法的影响进行了研究.通过理论分析和数字仿真,得出在实际工程应用中,采用角速度为输入信息的激光捷联惯性导航系统姿态算法应该在考虑量化误差的情况下,采用以角速度为计算参数的圆锥误差补偿算法.

  • 标签: 激光捷联惯性导航系统 姿态算法 圆锥误差 量化误差
  • 简介:提出了一种基于期望模式修正(EMA)的改进交互式多模型(IMM)算法。该算法主要解决自主水下航行器(AUV)复杂工作环境下量测噪声统计特性未知或易发生变化时的状态估计问题,其核心思想是将期望模式修正机制和交互式多模型滤波算法相结合,利用状态估计过程中的获取的模型概率进行决策,得到更加接近与系统真实模式的期望模型集合,再通过期望模型集合滤波结果对固定模型集合滤波结果进行修正。与传统的交互式多模型算法相比,提出的基于期望模式修正的交互式多模型算法可以捕捉到系统模式更细微的变化。仿真结果表明,该算法可以大幅提高AUV组合导航系统的估计精度和稳定性。

  • 标签: 自主水下航行器 组合导航 交互式多模型 期望模式修正
  • 简介:汽车导航系统中由于各种观测误差的影响得到的观测点并不在道路的实际位置,为使导航定位系统能更好的为人们服务,必须通过一种减小误差的方法,将观测点匹配到实际道路上。针对车辆直行通过交叉路口和通过拐弯路段两种特殊情况,设计了基于最短距离和曲线拟合的地图匹配算法,利用VC++和MapX控件进行编程,设计实验系统,进行模拟分析。结果表明:所编程序可以较好的处理车辆通过特殊路段时出现错误匹配的问题,说明该系统切实可行。

  • 标签: 车辆导航系统 地图匹配 全球卫星定位系统 MAPX VC++
  • 简介:传统的捷联惯性导航算法求解比力积分项采用了一阶近似方法,近似误差对高精度导航应用的影响是不可忽略的。为消除近似误差,提出了一种改进的捷联导航算法。在惯性坐标系中,将地速分解为比力地速与重力地速两部分,求出了能够完全补偿动态误差的比力积分变换项解析表达式,在此基础上得到了比力地速的精确解,并将其求解方法扩展应用于重力地速,在不改变传统导航算法实现框架的前提下,设计了高精度的捷联惯性导航算法。改进导航算法的精度与对偶四元数导航算法一致,而其实时性却与传统导航算法相当,获得了整体性能上的优势。

  • 标签: 捷联惯导系统 比力地速 重力地速 比力积分项 动态误差
  • 简介:地形辅助导航是一种利用地形高度信息定位的导航技术,由于地形高度起伏是非线性的,因此地形辅助导航本质是非线性、非高斯贝叶斯后验概率估计问题。粒子滤波因为适合非线性、非高斯估计问题,被引入地形辅助导航领域得到广泛研究和应用,但粒子滤波算法存在粒子匮乏的问题,会影响定位精度。针对此问题,将高斯混合无迹粒子滤波(GMUPF)用于地形辅助导航,该算法用高斯混合模型(GMM)近似粒子分布,用无迹卡尔曼滤波(UKF)估计重要密度函数,不需要做重采样。通过用实际地形数据做飞行仿真实验,结果显示相比粒子滤波,不仅没有粒子匮乏问题,而且所用粒子数更少时估计精度略好。

  • 标签: 地形辅助导航 贝叶斯后验概率估计 粒子滤波 高斯混合无迹粒子滤波