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期刊信息/Journal information
导航与控制
导航与控制

陈东生

季刊

1674-5558

dhykz@163.com

010-68386627

100854

北京142信箱403分箱

导航与控制/Journal Navigation and ControlCSTPCD
查看更多>>《导航与控制》2002年创刊，是国内导航与控制及惯性仪表领域唯一的工程技术期刊。《导航与控制》自创刊以来，始终坚持“繁荣惯性技术学术园地，推进惯性技术创新发展”的办刊宗旨，受到国内惯性技术领域专家和学者的大力支持，及广大从事惯性技术工作的科技人员、大专院校师生及有关部队指战员的无私帮助
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    罗兰C水下导航信号接收性能分析

    刘亮吴苗李方能李振中...
    101-107,100页
    查看更多>>摘要：水下航行器在航行时需要导航系统来提供位置信息与导航服务,常用的卫星导航信号由于无法入水,无法在水下环境提供有效服务.针对水下航行器水下导航应用的需求,分析了罗兰C信号的水下变化特性,提出了水下罗兰C信号接收方法.首先研究了罗兰C系统陆地传播能力,其次探讨了罗兰C信号在水下环境中的影响,最后重点分析了不同水深条件下色散效应对信号强度和包周差的影响.仿真结果表明,随着深度的增加,水下罗兰C信号第三周期识别点不断前移,包周差也随之增加,水下3m后罗兰C信号包周差已超过使用界限,出现跳周,导致罗兰C系统定位精度低.

    罗兰C包周差色散效应水下导航

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    CHZ-II海洋重力仪"雪龙"号测试结果

    郎骏健梁星辉石志敏周志博...
    108-113,94页
    查看更多>>摘要：海洋重力仪是当前获取高精度、高分辨率海洋重力场信息的一种重要仪器,当前主要的海洋重力仪仍然依赖于进口.CHZ-II作为自主研制的海洋重力仪,经历了多次海面船载测试效果良好.首先介绍CHZ-II海洋重力仪的结构组成和技术特点,然后介绍搭载"雪龙"号科考船的测试结果,统计了航次三个格网交叉点不符值的内符合精度,格网1 的精度为0.73 mGal,格网2 的精度为1.63 mGal,格网3 的精度为0.54 mGal,与Sandwell V32 卫星测高模型重力异常在整体变化趋势上一致.此次"雪龙号"南极测试表明,仪器在精度和稳定性上达到与国内外同类仪器并跑水平,可替代当前进口的海洋重力仪.

    CHZ-II海洋重力仪零长弹簧海洋重力测量内符合精度

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    海洋绝对重力仪干涉信号高速采集系统设计

    胡若张华帅李春剑李清孟...
    114-120页
    查看更多>>摘要：海洋绝对重力仪是对当前基于相对测量原理的海洋重力仪进行现场校准的计量器具,针对海洋绝对重力仪具有高精度高频次的测量特点,提出了一种基于FPGA的干涉信号高速采集系统软硬件设计方案,完成了高精度模数转换器、调理运放电路等硬件电路的选型和设计,使用Verilog实现了数据传输等模块的逻辑控制.然后,采用C#语言开发了一套功能完善可视化程度高的上位机,实现重力数据的处理与解算.最后,基于海洋绝对重力仪搭建了实测系统性能试验测试平台.试验结果显示,200 次绝对重力测量所得重力标准差为0.6 mGal,A类不确定度为42.4 μGal.所设计的采集系统满足海洋绝对重力仪高频次的测量要求与毫伽量级的测量精度,研究成果可为海洋绝对重力的有效测量提供保障.

    海洋绝对重力仪高速采集系统高频次绝对重力测量现场可编程门阵列

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    基于ResNet-GRU网络的弱磁异常探测方法

    樊黎明雷波秦梦辉魏凡程...
    121-128页
    查看更多>>摘要：在低信噪比下,目标产生的磁异常通常被磁噪声掩埋,这导致传统的磁异常方法检测性能下降.为了提高低信噪比下弱磁异常检测的性能,提出了基于ResNet-GRU网络的弱磁异常探测方法.本方法采用基于ResNet的Conv1D模块和GRU模块提取磁异常信号特征信息的多维特征,通过多特征融合实现磁异常信号的探测.为了训练模型,构建了实测的磁异常数据集,含有正样本数量为8646,负样本数据量为 8431,利用该数据集进行模型训练.实验结果表明,所提方法的探测模型在测试集的精确率、准确率和F1值分别为90.39%、91.33%和90.18%,优于全连接神经网络模型和一维卷积神经网络模型.所提出的方法在低信噪比情况下具有良好的弱磁异常探测性能.

    磁异常探测深度学习特征提取门控递归单元

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    基于二阶锥规划的飞行器滑翔段轨迹优化

    熊文祥陈倩汪守利杨贵玉...
    129-136页
    查看更多>>摘要：针对临近空间飞行器在滑翔段面临过程约束多、飞行环境复杂的难点,为提高轨迹优化的求解速度和精度,研究二阶锥规划(SOCP)在滑翔段的轨迹优化.首先将不同量纲下的运动参数进行归一化处理,使用无量纲的能量作为自变量建立数学模型,对滑翔段飞行的热流、动压、过载等过程约束,结合终端约束和禁飞区,确立滑翔段飞行走廊,将滑翔段飞行的运动方程、性能指标、过程约束等进行凸化处理,转化为SOCP问题的一般形式.基于高升阻比飞行器CAV-H的气动模型,以最短时间为优化目标,使用原对偶内点法进行求解,得到满足约束的优化轨迹.通过仿真算例,对 10519 km 的滑翔段,SOCP 算法实现 39s 收敛,终点误差仅289 m,验证了二阶锥规划在滑翔段进行轨迹优化的快速性和精度,具有在线生成轨迹的潜力,可以进一步拓展工程应用.

    二阶锥规划轨迹规划滑翔段原对偶内点法

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    基于人工标识增强的多传感器融合定位方法

    程凯孙波刘儒瑜陈佳...
    137-144页
    查看更多>>摘要：近年来,随着机器人技术的快速发展,移动机器人的定位算法也在不断地更新优化.针对现有移动机器人定位算法在室内退化场景中稳定性和精度较差的问题,提出了一种基于人工标识增强的四目全景相机、单线激光雷达和惯性测量单元的多传感器融合定位方法.该方法通过GTSAM因子图优化器联合优化惯性测量单元(IMU)预积分因子、雷达里程计因子和AprilTag投影因子获得光滑的移动机器人运动状态估计.实验结果表明,所提方法相较于经典的Cartographer算法和AprilTag_ros算法在定位精度和稳定性上均有明显提升.基于人工标识增强的多传感器融合方法既消除了累计误差,又解决了位姿漂移问题,具有更鲁棒的表现,可有效解决移动机器人在隧道、长直走廊等退化场景下的定位丢失问题.

    退化场景GTSAMAprilTag状态估计

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    基于惯性/测速测距传感器的车载自主式容错组合导航方法

    王潇屹杨波刘枫
    145-153,173页
    查看更多>>摘要：为了在卫星拒止环境下实现载车的自主式容错导航,提出利用自主性强的捷联惯性导航系统与测速测距传感器进行组合导航.测速传感器选择车载多普勒测速雷达,测距传感器选择里程计.对捷联惯导系统、多普勒测速雷达、里程计分别进行误差分析与建模,将捷联惯导系统误差等作为状态,建立组合导航的状态方程;利用捷联惯导的速度、姿态输出,与多普勒测速雷达的速度输出、里程计的路程输出分别构建惯性/多普勒雷达、惯性/里程计组合导航的量测,建立相应的量测方程;采用联邦滤波容错结构,对惯性/多普勒雷达、惯性/里程计组合导航局部滤波的结果进行全局融合.仿真验证结果表明,该方法不仅能够实现载车的自主式容错导航,而且具有较高的导航定位精度:传感器无故障情况下,定位精度优于 27.1 m,航向精度优于5.6',水平姿态精度优于 0.2';而当某一传感器出现故障时,定位精度优于 49.6 m,航向精度优于8.5',水平姿态精度优于0.3'.

    车载自主导航容错组合导航捷联惯导系统多普勒测速雷达里程计

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    惯导辅助星敏感器天文定位时观星精度评价方法

    王常虹贾建峰李葆华
    154-162页
    查看更多>>摘要：针对惯性导航辅助星敏感器天文定位时,面临从拍摄到的多颗恒星中选择精度高的观测星作为导航星的问题,提出了一种基于点光源的物像共轭的观星精度评价方法.该方法将星敏感器识别成功的恒星矢量转换到与星敏感器各个轴相互平行的地平坐标系,通过计算识别恒星的物方矢量和像方矢量所夹锐角的值对观星精度进行评价.精度评价后将精度高的观测星作为导航星,应用到惯性辅助的星敏感器天文定位中.外场数据处理结果表明,该方法能够有效选出精度高的导航星,所选择出的导航星定位结果比选择前天文定位得到的定位精度高,而且数据方差和标准差低1～3 个数量级.

    捷联惯导星敏感器天文定位物像共轭精度评价

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    GNSS拒止下GRU神经网络INS/GNSS融合导航研究

    王家鑫周艳玲庞茹
    163-173页
    查看更多>>摘要：INS/GNSS松组合融合导航面临的主要挑战是在GNSS中断期间实现可靠和低成本的定位.在隧道、城市高楼和恶劣气候等环境下会出现长时间GNSS信号丢失的情况,此时INS/GNSS融合导航便会退化为单一的惯性导航.针对该问题,提出了一种GNSS拒止下基于GRU神经网络的INS/GNSS融合导航算法.该算法通过在有GNSS信号时将惯性导航各项参数作为GRU神经网络的输入,同时将GNSS提供的三维位置信息作为GRU神经网络的输出并对GRU神经网络进行训练,然后在GNSS信号消失时以惯性导航各项参数作为训练完成的GRU模型的输入,从而得到GNSS三维位置信息,使在GNSS信号拒止下仍能实现INS/GNSS融合导航.仿真结果最大定位误差为5.646 m,表明该算法能有效保证GNSS信号拒止下INS/GNSS融合导航的精度和鲁棒性.

    GNSS拒止全球导航卫星系统惯性导航系统融合导航门控循环单元回归问题

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    微机电惯性测量单元的物理特性模型研究

    陈志勇杜兆祥王振凯孟凡琛...
    174-181,208页
    查看更多>>摘要：针对微机电惯性测量单元物理特性的描述问题,提出了一种惯性测量单元的数学模型构建方法.通过对惯性测量单元建立有限元分析模型,进行多物理场仿真,得到其对加速度和角加速度激励的响应特性,建立传递函数模型.通过温度实验建立温度响应模型,通过热固耦合仿真得到惯性交叉敏感性的温度依赖模型,通过标定实验和线振动、角振动实验建立惯性元件的静态敏感性和动态响应模型.对所构建的数学模型进行了测试,结果表明其能够反映惯性测量单元的内部物理状态和惯性测量误差,可用于误差分析和系统仿真.

    惯性测量单元物理特性模型结构多物理场

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