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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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收录年代

    复杂海况下运载火箭自对准算法

    孙国伟刘百奇刘建设张军锋...
    637-644页
    查看更多>>摘要：运载火箭对发射窗口和对准精度高度敏感.海上发射平台受风、浪、涌等复杂海况的综合作用产生低频、宽幅、时变晃动,传统的静基座对准方法不能适应,有限的配套设施又不便开展光瞄辅助对准或传递对准.对此,设计了基于晃动辨识的粗对准方法和在线修正量测噪声阵的精对准方法.对粗对准的影响因素进行量化分析,实时辨识晃动周期和幅值,结合器件特性和精度要求在线调整粗对准时间,为精对准创造良好初始条件.精对准过程中在线修正卡尔曼滤波器的量测噪声阵,从而适应发射平台的时变晃动.所设计方法于 2023 年 9 月在谷神星一号海射型运载火箭上完成了飞行实验验证,在晃动角度约 2.1°、角速度约 2.35(°)/s的复杂海况下,粗对准算法实现了 300.0 s内小于 2.0°的精度,精对准算法实现了小于 0.3°的精度,保障了运载火箭首飞成功.

    复杂海况运载火箭粗对准精对准卡尔曼滤波谷神星一号

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    基于鲁棒双参数指数平滑法的BDS卫星钟差预报

    李方能梁益丰许江宁吴苗...
    645-653页
    查看更多>>摘要：为提高北斗(BDS)卫星钟差预报精度与稳定性,基于BDS卫星钟工作原理与数据特征,提出了一种基于鲁棒双参数指数平滑法的BDS卫星钟差预报方法.将双参数指数平滑法引入BDS钟差预报,并通过鲁棒化建模与优化初始值选取方式提升了双参数指数平滑法的抗差与适应能力,减小了数据异常干扰对钟差预报性能的影响.与常用的多项式模型、谱分析模型、灰色预测模型及超快速钟差预报产品进行对比分析,结果表明:所提方法适用于不同BDS轨道与类型的卫星钟差预报,取得了良好的预报精度与稳定性,其对 BDS 卫星钟的 6 h 平均预报精度分别提升了 40.3%、31.7%、63.6%和36.6%,预报稳定性分别提升了 43.8%、38.9%、65.4%和 33.1%.

    北斗卫星导航系统钟差预报鲁棒双参数指数平滑法钟差产品

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    面向复杂环境的UWB/LiDAR/IMU组合定位方法

    杨秀建敖鹏沈世全杨义兴...
    654-662页
    查看更多>>摘要：针对室外全球卫星导航系统(GNSS)拒止并且超宽带(UWB)和LiDAR在非视距和点云特征稀疏环境下定位效果较差的问题,提出了一种面向复杂环境的UWB/LiDAR/惯性测量单元(IMU)组合定位方法.首先,利用LiDAR和UWB的互补特性设计了时变因子,用于对车辆进行重定位;然后,引入三种运动模型描述车辆的运动状态,各模型采用无迹卡尔曼滤波方法设计滤波器;最后,将重定位后的车辆定位和 IMU 的测量数据作为交互式多模型-无迹卡尔曼滤波算法的状态输入,解算出最终的车辆位置.实验结果表明,所提组合定位方法具有较高的定位精度,相对于UWB和LiDAR单一传感器,视距环境下的定位精度分别提升了 35.1%和 22.8%,非视距环境下分别提升了 53.1%和 27.2%;所提重定位方法相对于UWB和LiDAR单一传感器,视距环境下的定位精度分别提升了23.2%和8.7%,非视距环境下分别提升了 42.9%和 11.4%,体现出了较高的定位精度和对复杂环境的适应能力.

    无人车辆融合定位超宽带交互式多模型无迹卡尔曼滤波

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    融合视惯RTK的非接触高精度点位测量方法

    裴凌邓怡琳李涛刘国庆...
    663-670,680页
    查看更多>>摘要：为解决信号受遮挡或物理不可达区域的高精度点位测量问题,提出了一种融合视惯和实时差分定位(RTK)信息的非接触高精度点位测量方法.首先,利用由 RTK 测定的相机位置信息,在增量式重建中将相机位姿和特征点空间位置配准到全球地理坐标系下;其次,在全局优化中引入视觉重投影误差、RTK 测定的相机位置、惯性测量单元测定的相机姿态作为约束,以提升特征点空间位置的测量精度;最后,将图像中的特征点坐标从像平面坐标系映射到全球地理坐标系下,实现对场景中特征点位坐标的非接触性测量.与OpenMVG的对比实验表明:所提方法在3 m和5 m距离处的非接触性点位测量精度分别提高了 87.25%和 75.88%,验证了其在非接触性点位测量问题上的高精度.

    点位测量视觉/IMU/RTK光束平差法增量式运动恢复结构算法

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    大曲率运动下基于自适应关键帧选取的动态SLAM算法

    陈孟元徐韬张坦坦
    671-680页
    查看更多>>摘要：针对传统同步定位与建图(SLAM)算法在大曲率运动下易发生漏选关键帧、在动态场景下无法准确判断物体运动状态等问题,提出一种大曲率运动下基于自适应关键帧选取的动态SLAM算法.为避免弯道运动漏选关键帧,创建局部逆向索引窗口并依据窗口内关键帧、当前帧、参考帧三者中的特征点数量、匹配点数量、区域变化空间点数量计算自适应阈值,增补在弯道运动中遗漏的关键帧,提升了算法定位精度.同时,为避免动态点造成关键帧选取阈值不准确,设计基于视差角模型的动态物体判断策略来估计潜在动态物体的运动状态.在公开数据集和真实场景进行验证,结果表明:与DynaSLAM算法相比,所提算法在TUM数据集的平均绝对轨迹误差减少了 20%,在室内和室外大曲率动态场景下的定位精度分别提升了 12.1%和 15.3%,展现出良好的建图能力.

    同步定位与地图构建大曲率运动关键帧自适应阈值动态场景运动判断

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    基于筛选策略的动态环境下激光SLAM算法

    徐晓苏王睿姚逸卿
    681-689,695页
    查看更多>>摘要：现有的同步定位与建图(SLAM)方法在理想条件下运行稳定,但在动态环境中会因移动物体特征点云的误匹配导致定位误差增大.为解决此问题,提出了一种动态点云检测算法.首先利用惯性测量装置信息对点云数据预处理,包含去畸变等操作;然后剔除地面点云,采用弯曲体素结构对非地面点云进行聚类;接着,通过匈牙利算法关联和匹配两帧之间的聚类,同时利用惯性信息统一坐标系;最后设计一种筛选策略,先用边界框交并比和质心速度粗略筛选动态聚类,再用z轴(高度)分布相似性进行精细筛选.实验结果表明,所提算法能够识别并滤除实验环境中的大部分动态点云聚类;与LIO-SAM 算法相比,四种场景下的定位均方根误差平均降低了 17.75%;平均精确率和召回率相比Removert分别提升 14.81%和 5.90%.

    激光同步定位与建图动态环境动态点云检测筛选策略

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    半球谐振陀螺电路增益误差分析与校准方法

    江文杰王伟嵩甲晨陈家伟...
    690-695页
    查看更多>>摘要：针对力平衡模式半球谐振陀螺标度因数和零偏受控制电路增益影响的问题,推导了包含控制电路增益的陀螺输出表达式,明确了控制电路增益对陀螺标度因数和零偏的影响机理,提出在控制电路中加入参考信号的增益校准方法,并通过Matlab仿真验证了所提方法的有效性.根据理论计算及仿真结果进行电路设计并开展增益校准实验.实验结果表明,所提校准方法将陀螺的 Allan 方差最低点由0.006(°)/h降低到了 0.002(°)/h,对应陀螺的零偏稳定性提升了 3倍.

    力平衡模式增益校准标度因数零偏稳定性

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    旋转机构零位姿态传感器设计及测量方法

    张鹏波王舒雁张激扬樊亚洪...
    696-706页
    查看更多>>摘要：面向新型旋转成像载荷姿态角测量需求,针对现有传感器无法同时测量无接触旋转机构零位三轴姿态角的问题,提出了一种基于光电传感的旋转载荷零位姿态测量方法,并研制了零位姿态传感器,使用光电传感器获取过零波形,采用最小二乘法得到过零时的时间信息,通过时间和转速获得精确的旋转角和定转子相对位移.在此基础上,通过坐标变换求解出零位时的三轴姿态信息.分析平台舱和旋转舱平动、转动对传感器的测量精度的影响,建立传感器测量误差与光源组件轴安装误差、采样误差、传感器安装误差等的理论模型,仿真分析各因素对零位测量误差的影响.搭建了磁悬浮旋转支撑机构测试平台,对比所设计零位姿态传感器测量结果与电涡流位移传感器和旋变传感测量结果,分析所设计传感器的测量精度.结果表明,所设计传感器位移测量误差均值不大于 2.4 μm,转动角度测量误差均值不大于 3.7".所设计传感器能够准确检测出定转子间隙变化时的零位姿态信息,可为高精度的载荷舱姿态控制提供参考.

    旋转载荷光电原理零位检测姿态测量

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    谐振式光纤陀螺谐振腔传输模型仿真方法

    陈熙源沙梦梦钟雨露李启轩...
    707-714页
    查看更多>>摘要：谐振式光纤陀螺(RFOG)是一种以光纤环形谐振腔为核心敏感器件的惯性传感器.为提高仿真效率和适用性,提出了一种谐振式光纤陀螺快速运算仿真方法,搭建了谐振式光纤陀螺信号处理和闭环控制模型,其中模拟谐振腔多圈干涉耦合采用多核并行运算,包含光场叠加和传递函数两种形式.仿真结果表明所提方法仿真效率较高,平均在 16 s左右完成仿真,相比于原始模型的锁频程序运行效率提升了 57.6%.同时两种仿真形式均适用于精度范围 0.0001～1(°)/(√h)的谐振光纤陀螺仿真,有效适应不同仿真参数的测试要求.其中传递函数形式相较于光场叠加形式仿真效率提升了 5.4 倍,在±600(°)/s 动态范围内标度因数非线性度降低了 17%,而光场叠加形式的零偏不稳定性减小到0.652(°)/h,易于观察偏振波动误差特性.

    谐振式光纤陀螺传递函数光场叠加并行计算

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    高机动目标的改进强跟踪CKF自适应IMM算法

    成怡刘铭阳徐国伟
    715-723页
    查看更多>>摘要：为提升高机动目标跟踪精度,提出了一种改进的强跟踪 CKF 自适应交互多模型跟踪算法.在IMM 算法运动模型集中引入 CS-Jerk 模型,增强对高机动目标的适应能力,采用奇异值分解(SVD)算法解决模型集中因模型扩维而导致CKF算法无法Cholesky分解的问题;提出了一种改进的强跟踪CKF算法,降低强跟踪CKF算法的计算量;利用模型的后验信息对IMM算法模型转移概率进行自适应调整,提高跟踪精度.仿真结果表明,基于所提算法目标的位置均方根误差均值和速度均方根误差均值较IMM-CKF算法分别降低了 22.50%和 16.58%,有效提高了目标跟踪精度.

    高机动目标目标跟踪自适应交互多模型强跟踪CKFSVD分解

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