使用卡尔曼波器的无陀螺仪缩惯性导航系统的态度算法
Xiong Jiang1, Tao Liu1, Jie Duan1
1School of Opto-Electronic Engineering, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China.
这项研究引入了一种新型的无陀螺仪紧式惯性导航系统 (GFSINS),使用加速度计来精确地确定航向. 新的基于卡尔曼波器的算法显著提高了导航系统的角度速度计算精度.
科学领域:
- 惯性导航系统 惯性导航系统
- 传感器融合式传感器
- 态度的决定 态度的决定
背景情况:
- 传统的惯性导航系统通常依赖于陀螺仪,陀螺仪可能是庞大而昂贵的.
- 无陀螺仪紧式惯性导航系统 (GFSINS) 提供了一个潜在的替代方案,利用加速度计来计算态度.
- 准确的角速度计算对于GFSINS性能至关重要,但现有的方法面临诸如标志误判等挑战.
研究的目的:
- 提出和验证一个新的角度速度聚变算法,用于12个加速仪GFSINS.
- 通过解决标志误判问题,提高角度速度计算的准确性.
- 为了实现像激光扫描投影系统这样的应用,实现高精度的态度确定.
主要方法:
- 对GFSINS.的十二个加速度计配置的分析.
- 开发一个基于卡尔曼波器的算法,用于角度速度融合.
- 实施一个移动窗口校正方法来提高提取算法的准确性.
- 整体和改进的提取算法数据的融合,以获得最佳的角度速度估计.
主要成果:
- 与现有方法相比,拟议的算法可以显著减少一个数量级的角速度误差 (最大值和标准偏差).
- 实验结果显示计算的立场角与激光追踪器测量相比平均差异小于0.5°.
- 取得的精度符合激光扫描投影系统中态度测量的严格要求.
结论:
- 开发的基于卡尔曼波器的融合算法有效地提高了GFSINS.中的角度速度计算精度.
- 滑动窗口校正方法成功地减轻了标志误判问题.
- 这种GFSINS方法提供了一种可行的,高精度的解决方案,用于在苛刻的应用中确定态度.
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