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期刊信息/Journal information
中国惯性技术学报
中国惯性技术学报

刘飞

双月刊

1005-6734

zggxjsxb@126.com

022-26032791

300131

天津市邮政63分箱75分箱

中国惯性技术学报/Journal Journal of Chinese Inertial TechnologyCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国科学技术协会主管、中国惯性技术学会主办的全国性学术刊物，也是中国惯性技术领域内唯一的学术性刊物，1989年创刊，现为双月刊。主要刊登惯性技术中有关系统、仪表、测试、测量、元器件、工艺材料等方面有理论价值和实用意义的学术论文，惯性技术新理论、新技术应用的成果和经验，惯性技术研究的阶段性成果，研究通讯和专题综述评论。
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    基于激光SLAM辅助的陆用惯导行进间粗对准方法

    贾明阎帆蔡庆中赵雨楠...
    425-432页
    查看更多>>摘要：目前常见的陆用惯导系统的行进间对准方法往往存在一些各自的问题,如GPS辅助时容易受到信号遮蔽影响;而里程计辅助时往往会受到机动路线约束的限制.针对这些问题,提出了一种激光SLAM系统信息辅助的陆用惯性导航系统(SINS)行进间粗对准算法,推导了基于激光SLAM系统视在速度观测矢量的姿态矩阵更新算法,利用基于REQUEST的双矢量定姿方法,实现初始常值姿态矩阵Cnb(0)的求取,完成行进间的姿态粗对准和定位导航.在实验室无人车实验中,所提方法的对准姿态误差比里程计辅助的方法减小了约 56%;同时与合作单位的综合实验验证结果表明,在进行 250 s的行进间粗对准时,最终时刻的航向角误差为-0.0088º,实现 5 min内达到 1 mil的粗对准精度,所提算法可以有效实现激光SLAM信息辅助下的陆用惯导的行进间粗对准,并具有较快的收敛速度.

    陆用惯导系统行进间粗对准激光SLAM双矢量定姿方法激光雷达

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    基于任务剖面的法向量位置模型阻尼切换算法

    曾观林冯国虎薛驰
    433-440页
    查看更多>>摘要：为提升潜航器深远海复杂环境下的导航定位精度,提出一种基于任务剖面的法向量位置模型的阻尼切换算法.设计了外阻尼、内阻尼和无阻尼之间的阻尼切换策略,将潜航器机动状态和多普勒计程仪(DVL)测速精度共同作为阻尼切换判据,引入模糊控制器以增强系统的鲁棒性.算法提高了系统的环境适应性并减小了频繁阻尼切换引起的超调量.基于任务剖面设计了三种典型场景:潜航器大机动、洋流剧烈波动和遇到反潜声呐关闭DVL,蒙特卡洛仿真验证了算法的有效性.基于北极实际航行数据的离线测试表明,相对传统外阻尼与无阻尼切换方法,所提方法的定位误差均方根和最大值分别减小 15.09%和 9.33%.

    法向量阻尼任务剖面水下导航长航时

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    基于RFIO的等效反向旋转随钻陀螺仪误差参数识别

    杨金显王赛飞袁旭瑶
    441-448,456页
    查看更多>>摘要：为提高随钻姿态测量精度,提出一种基于旋转霜冰优化器(RFIO)的等效反向旋转随钻陀螺仪误差参数识别方法.首先对等效反向旋转惯导进行误差分析,以随钻姿态误差构造等效反向旋转误差目标函数,以钻停时角速度、加速度和磁场强度关系构造等效反向旋转误差约束条件,通过 RFIO算法辨识误差参数.其次,根据历史目标函数、莱维飞行及 RFIO迭代次数设计一种动态上下界策略,提高了目标函数的识别速度;根据当前目标函数值与最优值之间距离设计一种旋转游走策略,提高了误差参数识别精度.实验结果表明,工具面角和井斜角误差控制在±0.4°左右,方位角误差控制在±0.8°左右.与未等效反向旋转相比,工具面角精度提升约 60%,井斜角精度提升约 66.7%,方位角精度提升约 70.4%.

    随钻姿态误差等效反向旋转旋转霜冰优化器旋转游走策略

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    基于RBFNN的双星协同仅测角定轨方法

    龚柏春刘一澎马艳红任默...
    449-456页
    查看更多>>摘要：针对空间非合作目标空间态势感知任务中弱可观测无源定轨状态的快速捕获问题,提出了一种基于径向基函数神经网络(RBFNN)的双星协同稀疏无源测角定轨方法.首先,在限制性三体问题的假设下建立了考虑地球非球形 J2 项摄动的轨道动力学模型和赤经赤纬测量模型.然后,构建了基于RBFNN的双星协同仅测角定轨框架,设计了训练数据集生成器、数据预处理方法和RBFNN结构.最后,利用地球静止轨道任务进行了数值仿真验证,并对测角频率等参数的定轨敏感性进行分析.仿真结果表明,在 240 s 内仅进行三次角度观测的条件下,该模型对初始相对距离估计的平均绝对百分比误差约为 0.36%,目标轨道速度的估计误差在米/秒量级,可实现高精度的超短弧段稀疏无源测量定轨.

    空间态势感知初始定轨仅测角径向基函数神经网络双星协同

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    基于BP神经网络的重力仪高机动状态快速调平修正技术

    杨晔董光泰高巍张子山...
    457-462页
    查看更多>>摘要：针对平台式重力仪大机动状态后测量能力恢复慢的问题,提出一种基于 BP 神经网络的重力仪稳定平台快速调平修正技术.首先,针对动态重力测量在测量平台大机动状态后调平能力不足的问题,研究了基于BP神经网络的平台姿态高效、准确解算方法;其次,利用惯性元件和卫星导航系统(GNSS)的信息优化 BP 神经网络,形成不同条件的平台姿态提取优化模型;最后,利用模拟仿真实验和实际机载动态重力测量数据验证所提方法的有效性和准确性.实验结果表明在大机动的动态条件下采用所提方法可以扶正重力仪稳定平台,将机动后重力仪稳定平台稳定时间缩短 83.3%以上,提升动态重力测量效率.

    动态重力测量平台式重力仪BP神经网络平台快速修正

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    基于点线的视觉惯性导航系统初始化方法

    吴建峰程向红
    463-467页
    查看更多>>摘要：视觉惯性导航系统在初始化阶段解算出系统初始位姿、惯性测量单元(IMU)零偏以及单目尺度因子,能极大程度上保证系统收敛.为解决视觉惯性导航系统在点特征缺失环境下初始化效果差甚至失败的问题,提出了一种基于点线的视觉惯性导航系统初始化方法.首先,通过几何方法在滑动窗口内构造了一个基于点线的结构,该结构相比于点结构具有更丰富的先验信息;其次,使用从运动中恢复结构(SfM)的方法,恢复点线结构的运动状态;最后,以松组合的形式对齐结构的运动状态以及IMU预积分结果,求解出IMU零偏、重力加速度、速度和尺度因子等初始量.实验结果表明:在点特征缺失的公共数据集上,相较于基于点特征的初始化方法,所提方法的均方根定位误差减少 6%,初始误差显著降低,同时具有更好的建图结果.

    视觉惯性导航系统线特征初始化

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    九轴MEMS微型AHRS设计及其在矢量水听器中的应用

    王文龙田德艳崔宝龙袁猛...
    468-474页
    查看更多>>摘要：为了精确测量矢量水听器的姿态,设计了一种体积为 20 mm×20 mm×5 mm、重量为 1.8 g的微型航姿参考系统(AHRS).利用微机电系统(MEMS)陀螺仪测定角速度,用四元数等效旋转矢量算法求解姿态角;采用扩展卡尔曼滤波器对姿态角估计值进行修正,并估计出MEMS陀螺仪的角速度漂移量.测试结果表明,所提AHRS的俯仰、横滚和航向角误差均方根值分别为 0.04°、0.04°和 0.34°.最后,将AHRS集成到矢量水听器中,并在加窗直方图统计波达方向估计算法中加入姿态修正.海上实验结果表明,对于航速为8 kn的目标船,经AHRS修正后的单矢量水听器方位角误差均方根值约为3.8°,减小了平台运动导致的方位测量误差.

    航姿参考系统扩展卡尔曼滤波器矢量水听器波达方向估计

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    基于图优化的GNSS/双目视觉/惯性SLAM系统开发及应用

    夏琳琳宋梓维方亮孙伍虹志...
    475-483页
    查看更多>>摘要：为提高机器人室外长航时定位精度,提出一种基于图优化的全球导航卫星系统(GNSS)/双目视觉/惯性同时定位与建图(SLAM)系统开发及应用.将空间中的线特征作为几何约束的补充,集成至前端的特征提取及后端的位姿优化线程,提升位姿解算精度.同时,以因子图构建联合优化的图结构,并推导出全局观测误差模型.近 200 m的BullDog-CX机器人巡检结果表明,所提算法相比于VINS-Fusion 和 PL-VINS分别取得约 12.6%及 3.4%的定位精度提升,为室外机器人长航时导航提供了一种可行方案.

    GNSS/双目视觉/惯性SLAM系统图优化线特征约束全局观测多传感器融合

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    BDS-3/Galileo四频精密单点定位模型及性能分析

    王尚祺刘岭郑勇峰程正逢...
    484-491页
    查看更多>>摘要：北斗三号系统(BDS-3)与欧盟伽利略系统(Galileo)都能提供四频及以上的卫星信号.为充分利用多频信号数据,提高定位精度和可靠性,建立了 BDS-3/Galileo 四频精密单点定位模型并进行了性能分析.首先在传统双频模型基础上推导了两个四频无电离层组合模型(QF1和QF2)和一个四频非差非组合模型(QF3),并给出了各模型组合系数、电离层和噪声放大系数等参数.其次分析了各模型参数对定位性能的影响.最后通过静态和仿动态PPP实验评估了各模型的定位性能,实验结果表明:提出的四频模型 QF1、QF2、QF3 静态 PPP 收敛时间相较于双频模型 IF12 缩短了约 50%、57%、25%,收敛后定位精度分别提升约44%、44%、41%;动态PPP实验中,QF1、QF2、QF3模型所用收敛时间较IF12模型分别缩短约26%、26%、3%,收敛后定位精度分别提升约23%、22%、13%.QF1和QF2模型性能相当,优于QF3模型.

    北斗三号系统伽利略系统四频精密单点定位定位性能

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    石英挠性加速度计力矩器仿真建模与优化设计

    许哲徐啸韩志强陈崇...
    492-498,510页
    查看更多>>摘要：石英挠性加速度计中磁场性能直接影响加速度计输出精度,而力矩器是影响加速度计内部磁场的关键.因此,以石英挠性加速度计中力矩器为研究对象,采用等效磁路方法建立含补偿环元件的力矩器工作气隙磁场数学模型,以此为基础分析工作气隙磁场均匀性和磁场强度等性能,并采用多参数优化方法对力矩器系统进行整体优化.仿真结果表明,优化模型有效提升力矩器工作气隙磁场均匀性,磁场轴向极差 ΔBR 由 386.3396 mT 缩小至 108.2755 mT,端点极差 ΔBD 由 217.8894 mT 缩小至2.1934 mT,线圈位置气隙轴向磁场几乎保持对称,从而降低加速度计输出非线性,验证了优化方案的可行性.

    石英挠性加速度计力矩器等效磁路磁场均匀性多参数优化

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