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公开(公告)号:CN103557864A
公开(公告)日:2014-02-05
申请号:CN201310528761.X
申请日:2013-10-31
Applicant: 哈尔滨工程大学
CPC classification number: G01C25/005 , G01C21/16 , G01C21/20
Abstract: 本发明公开了一种MEMS捷联惯导自适应SCKF滤波的初始对准方法,本发明采用GPS确定载体的初始位置信息,采集MEMS加速度计和磁强计输出的数据,采用解析法完成粗对准,粗略地得到捷联矩阵;然后建立基于MEMS的捷联惯导系统初始对准的非线性模型,进行滤波的初始化;然后利用平方根CKF进行状态估计,在每次迭代时利用状态估计量与一次预测状态量之差,对系统噪声方差阵进行更新,增强滤波对系统噪声统计特性不确定的自适应能力;然后得到精确地平台失准角校正系统的姿态矩阵,从而完成初始对准;本发明可以在陀螺仪常值漂移较大时也能较好的完成初始对准,并且增强了滤波对系统噪声统计特性不确定的自适应能力。
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公开(公告)号:CN103822633B
公开(公告)日:2016-12-07
申请号:CN201410047878.0
申请日:2014-02-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
Abstract: 本发明提供的是一种基于二阶量测更新的低成本姿态估计方法。本发明通过对三轴微机械陀螺、三轴微机械加速度计和三轴磁强计的输出数据,进行滤波处理得到载体的姿态信息。针对在室内或磁干扰较强场所,磁强计输出会使横摇和纵摇误差变大,传统方法难以解决的问题。本方法在滤波的量测更新阶段,创新性地采用二阶量测更新,即先进行加速度计量测更新再进行磁强计量测更新。以此修正标准量测更新算法从而使磁强计更新只影响方位角。利用本方法可以使用低成本的微惯性测量单元和磁强计进行姿态估计,并且估计精度高、实时性好、适应强磁干扰环境。本方法适用于车辆、无人机和船舰等载体的姿态估计。
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公开(公告)号:CN103901459B
公开(公告)日:2016-08-17
申请号:CN201410083232.8
申请日:2014-03-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供了一种MEMS/GPS组合导航系统中量测滞后的滤波方法。采集MEMS三轴陀螺信号和加速度计信号,GPS输出的位置和速度信息;选取MEMS/GPS组合导航系统Kalman滤波器的状态变量;用Bernoulli分布序列γk来判断量测数据在某个时刻是否发生滞后;计算量测数据延迟时间段内滤波信息的修正量;利用双通道滤波方案解决量测滞后情况下的滤波增益KK不匹配问题;最后对MEMS/GPS组合导航系统中量测滞后进行补偿。本发明根据量测数据的延迟情况分别建立相应的量测方程,计算滤波修正量并对系统进行补偿。本发明能够有效地提高MEMS/GPS组合导航系统的精度,避免了量测数据发生延迟时可能导致系统误差发散的问题,具有较强的现实应用意义。
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公开(公告)号:CN103900608B
公开(公告)日:2016-08-17
申请号:CN201410105384.3
申请日:2014-03-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明提供的是一种基于四元数CKF的低精度惯导初始对准方法。首先利用加速度计和磁强计的测量值进行粗对准,得到粗略的姿态矩阵。然后利用GPS提供的准确外界信息,取位置和速度误差作为量测量,通过四元数CKF进行非线性滤波,得到姿态误差矩阵。最后利用姿态误差矩阵进行校正,得到精确的姿态矩阵。本发明利用加速度计和磁强计分别对重力加速度和磁力的量测值,进行粗对准。解决了在低精度惯性器件的条件下,由于陀螺性能低,无法正确敏感地球自转角速率,不能应用传统粗对准方法的问题;另一方面,本方法中提出的四元数CKF能适用于大角度误差的非线性模型,可以在大方位失准角的条件下依然很好的完成对准,且对准精度高。
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公开(公告)号:CN103900613A
公开(公告)日:2014-07-02
申请号:CN201410125859.5
申请日:2014-03-31
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C25/00
CPC classification number: G01C25/005
Abstract: 本发明涉及一种基于磁力计N阶距检测的MEMS系统误差估计方法,首先利用磁力计输出的磁场强度,利用N阶矩检测法判断系统是否受到外界磁场干扰,若所测试的N阶距差值若小于等于阈值,则触发MEMS系统误差估计卡尔曼滤波器工作,结合磁力计输出估计出MEMS系统的位置、速度、姿态误差,以及MEMS陀螺的刻度系数误差、陀螺漂移;若大于阈值,则MEMS系统误差估计卡尔曼滤波器关闭。本发明方法可以在无卫星信号条件下,实现MEMS系统误差的估计,维持MEMS系统的自主性及精度可靠性。
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公开(公告)号:CN103900608A
公开(公告)日:2014-07-02
申请号:CN201410105384.3
申请日:2014-03-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C25/00
CPC classification number: G01C25/005
Abstract: 本发明提供的是一种基于四元数CKF的低精度惯导初始对准方法。首先利用加速度计和磁强计的测量值进行粗对准,得到粗略的姿态矩阵。然后利用GPS提供的准确外界信息,取位置和速度误差作为量测量,通过四元数CKF进行非线性滤波,得到姿态误差矩阵。最后利用姿态误差矩阵进行校正,得到精确的姿态矩阵。本发明利用加速度计和磁强计分别对重力加速度和磁力的量测值,进行粗对准。解决了在低精度惯性器件的条件下,由于陀螺性能低,无法正确敏感地球自转角速率,不能应用传统粗对准方法的问题;另一方面,本方法中提出的四元数CKF能适用于大角度误差的非线性模型,可以在大方位失准角的条件下依然很好的完成对准,且对准精度高。
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公开(公告)号:CN103791900A
公开(公告)日:2014-05-14
申请号:CN201410061812.7
申请日:2014-02-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/00
CPC classification number: G01C21/00
Abstract: 本发明提供的是一种基于流体力学的拖体水下定位方法。本发明是利用流体力学的基本原理,根据拖体在水下力的平衡,求得拖体和拖揽连接处的拖揽张力和拖拽角,然后利用逐步逼近法计算拖体在拖船后的距离以及在水下深度,再由拖船导航信息计算出拖体所在的经纬度。本方法计算简单可靠,应用成本低,为确定拖体在水下位置提供了一种简易方法。
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公开(公告)号:CN103968839B
公开(公告)日:2017-02-22
申请号:CN201410216172.2
申请日:2014-05-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明涉及一种基于蜂群算法改进CKF的单点重力匹配方法,获取状态量初值X0和协方差阵初值P0;采用CKF方法进行时间更新,得到状态一步预测值 和一步预测协方差阵 根据惯性导航系统输出的载体经度λk和纬度 在重力基准图中得到对应的重力强度Fk;根据重力强度Fk和多普勒输出的载体速度Vk,采用人工蜂群算法在惯性导航系统指示位置进行迭代搜索,得到经度和纬度的最优估计值λk′和 根据经度和纬度的最优估计值λk′和 采用CKF方法进行量测更新,状态估计协方差值Pk,状态向量的最优估计值
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公开(公告)号:CN103616027B
公开(公告)日:2016-12-07
申请号:CN201310690254.6
申请日:2013-12-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于重力辅助惯性导航系统的技术领域,尤其涉及一种基于改进MSD的重力匹配方法。本发明包括:确定参考位置信息;引入位置误差向量;确定代价函数;确定使代价函数E最小的位置误差向量;得到最终位置。针对传统的重力匹配方法计算量大、耗时多的问题,本发明在MSD的基础上,引入位置误差向量,确定代价函数,简化匹配计算机中的匹配过程,在保证匹配精度的基础上,提高了匹配计算机的工作效率。本发明引入SOR迭代方法,获取位置误差向量,其收敛速度更快。一般的匹配方法都会用到重力数据库,现有重力数据库的精度还有待进一步提高,本发明的匹配过程中仅用到参考轨迹上点处的重力异常值及其变化梯度,减轻对重力数据库的依赖。
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公开(公告)号:CN103900613B
公开(公告)日:2016-08-17
申请号:CN201410125859.5
申请日:2014-03-31
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明涉及一种基于磁力计N阶距检测的MEMS系统误差估计方法,首先利用磁力计输出的磁场强度,利用N阶矩检测法判断系统是否受到外界磁场干扰,若所测试的N阶距差值若小于等于阈值,则触发MEMS系统误差估计卡尔曼滤波器工作,结合磁力计输出估计出MEMS系统的位置、速度、姿态误差,以及MEMS陀螺的刻度系数误差、陀螺漂移;若大于阈值,则MEMS系统误差估计卡尔曼滤波器关闭。本发明方法可以在无卫星信号条件下,实现MEMS系统误差的估计,维持MEMS系统的自主性及精度可靠性。
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