孙伟强
- 作品数：16 被引量：71H指数：6
- 供职机构：天津航海仪器研究所更多>>
- 发文基金：中国人民解放军总装备部预研基金武器装备重点基金国防科技技术预先研究基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程电子电信更多>>
- 考虑时间延迟的经纬仪测星评估惯导姿态误差方法
- 2022年
- 利用经纬仪测星来解算惯导姿态误差是一种有效的惯导系统姿态精度动态评估方法。但在实际工程中,因机抖激光陀螺的抖动解调和传输延迟的影响,捷联惯导系统(SINS)提供给经纬仪的姿态信息带有不可忽略的时间延迟,造成惯导姿态误差动态估计精度较差。为此,提出了一种考虑时间延迟的经纬仪测星评估惯导姿态误差方法,推导了经纬仪观测量与惯导输出姿态误差和时间延迟的数学关系,建立了时间延迟估计和补偿模型。仿真分析表明,在观测星数较少且惯导数据中存在较大时间延迟时,现有方法在动态条件下的姿态估计误差可能超出惯导本身精度,从而不再可用。而所提方法能够有效估计和补偿时间延迟的影响,在时延20 ms且只有2颗星可观测条件下,也能得到高精度的估计结果,总姿态估计误差小于2″。船载动态试验表明,所提方法相比于现有方法估计精度平均提升约78%。
- 孔祥龙刘程浩周海渊刘新明孙伟强
- 关键词：惯性导航系统经纬仪
- 双轴旋转式SINS自主标定技术被引量：6
- 2012年
- 在双轴旋转式SINS中,惯性元件常值漂移误差对系统的影响可以得到调制,但安装误差和标度因数误差对系统的影响无法得到调制,同时这些误差会与旋转角速率耦合,引起速度锯齿波等误差从而降低了系统的各项性能指标。为了减少这种影响,分析了光学陀螺双轴旋转式SINS误差传播特性,利用奇异值分解法对系统的可观测程度进行了分析,经分析,与转动轴相关的安装误差和标度因数误差的可观测度较好,据此设计了系统的自主标定方案及滤波算法,进行了数字仿真和半实物仿真验证试验。试验结果表明,利用设计的自主标定方案,在1 h内能估计出转轴上两个陀螺的标度因数误差及与转轴相关的四个安装误差,估计精度能达到95%以上。导航试验验证表明,利用自主标定的参数,相对于传统标定方法,使系统定位精度提高了20%。
- 黄凤荣侯斌孙伟强陆全聪
- 关键词：捷联惯性导航系统
- UPF+KF在双轴旋转光学SINS非线性初始对准中的应用被引量：1
- 2012年
- 以双轴旋转式SINS初始对准方法为研究对象,建立了双轴旋转式光学SINS大方位失准角误差模型,设计了双轴旋转式SINS大方位失准角初始对准的UPF初始对准算法;根据实际工程应用需要,结合UPF算法和卡尔曼滤波(KF)算法,设计了UPF+KF组合滤波算法,将其应用到了双轴旋转式光学SINS大方位失准角初始对准中。仿真及试验结果表明,提出的UPF+KF组合滤波算法有效降低了UPF算法的耗时,在双轴旋转式光学SINS大方位失准角初始对准中,水平姿态角收敛时间约为11min,方位角收敛时间约为20 min,而且对准误差大大缩小,水平姿态角误差小于3.6〞,方位误差小于2ˊ,证明本文提出的UPF+KF组合滤波算法是有效的、可行的。
- 袁书明孙伟强黄凤荣于浩
- 关键词：捷联惯性导航系统大方位失准角
- 空间不一致在动态对准中影响分析及补偿方法被引量：6
- 2018年
- 大型舰船上惯性导航系统与卫导接收天线安装位置相差较远,在空间分布上不一致,这会影响惯性导航系统动态初始对准效果。通过分析空间相对位置差在载体坐标系和导航坐标系投影值的不同,建立空间位置差从载体坐标系到导航坐标系的投影关系,给出了采用位置匹配算法进行初始对准的空间不一致补偿方法。最后利用实船数据进行了半实物仿真,结果表明,在初始对准阶段有较大转向时,采用该补偿方法,8 h导航纬度误差由4.5 nm降到了0.5 nm。证明空间不一致补偿方法能有效降低载体机动对初始对准结果的影响,提高系统动态初始对准性能。
- 李杨孙伟强王兴岭赵凤昊
- 关键词：捷联惯性导航系统卡尔曼滤波
- 基于UKF的旋转式SINS大方位失准角初始对准方法被引量：8
- 2010年
- 旋转调制自补偿技术可以调制惯性元件的常值误差,从而提高惯性导航系统的导航精度。出于实际工程应用需求,研究了旋转式SINS大方位失准角初始对准方法。以单轴旋转式SINS为例,给出了单轴旋转式SINS大方位失准角非线性误差模型;根据系统误差模型的非线性特性,利用简化Unscented卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter UKF)算法,设计了系统的大方位失准角初始对准算法。数字仿真实验结果表明:在相同条件下,提出的UKF算法在收敛速度与对准精度方面均优于EKF算法;系统试验验证结果表明,采用本文提出的初始对准方法,系统的水平对准精度优于0.1′,方位对准精度优于1.5′,证明本文提出的初始对准方法在工程应用中是有效、可行的。
- 黄凤荣孙伟强翁海娜
- 关键词：捷联惯性导航系统旋转调制UNSCENTED卡尔曼滤波
- 双轴旋转式SINS非线性初始对准方法被引量：1
- 2011年
- 双轴旋转调制技术可以实现全部惯性元件常值误差的自补偿,从而提高惯性导航系统的导航精度。以双轴旋转调制式SINS初始对准方法为研究对象,建立了双轴旋转式SINS大方位失准角非线性误差模型,利用简化Unscented卡尔曼滤波(UKF)算法,设计了双轴旋转式SINS大方位失准角初始对准算法。利用提出的UKF算法进行了方位失准角为任意大小的数字仿真试验,并进行了同样条件下的EKF算法对比仿真试验。最后进行了UKF算法的系统对准验证试验,验证试验的1σ统计结果为水平误差小于3″,方位误差小于1′。试验结果表明建立的双轴旋转SINS大方位失准角非线性误差模型是正确的,提出的UKF对准算法在工程应用中是有效、可行的。
- 周喆黄凤荣孙伟强杨建林
- 关键词：UNSCENTED卡尔曼滤波
- 旋转调制式惯导系统隔离载体运动算法被引量：6
- 2017年
- 旋转调制式惯导系统中,转位运动受载体运动的影响,误差调制效果受影响。针对这一问题,提出基于载体姿态角解耦的隔离载体运动算法。首先建立载体运动姿态角与旋转机构之间的数学关系,然后设计了隔离载体运动的力矩信号施加量的实时解耦算法,最终推导了隔离载体运动力矩信号的公式,完成了载体运动隔离算法的设计。数字仿真结果表明,通过该算法,可以降低载体运动对误差调制规律的影响。跑车试验结果表明,通过隔离载体运动算法的应用,转向对系统定位误差影响由不隔离载体运动时约0.5 nm降低到了基本为0 nm。
- 孙伟强曹东戚嘉兴刘伟张灵妍
- 关键词：旋转调制捷联惯性导航系统
- 车载单轴旋转激光捷联惯导抗晃动初始对准和零速修正方法被引量：5
- 2013年
- 针对车载单轴旋转激光捷联惯导系统,提出一种抗晃动初始对准方法和零速修正方法,以满足载车快速启动和精确定位的要求。首先采用基于重力信息的粗对准方法得到初始姿态,然后在此基础上,采用惯性凝固坐标系下速度为观测量的卡尔曼滤波方法完成晃动基座精对准。初始对准完成后,采用当地地理坐标系下速度为观测量的卡尔曼滤波方法进行零速修正。数字仿真试验及跑车试验结果表明:在晃动基座上经5 min快速初始对准航向角精度与传统方法相当,对准时间仅为传统方法 50%;零速修正时间间隔20 min,停车修正5 s,跑车2 h水平定位精度与高程精度相对传统方法提高40%以上。数字仿真试验和系统跑车试验结果验证了所提出算法的可行性和有效性。
- 赵小明邓东黎蒋志炜黄凤荣孙伟强
- 关键词：单轴旋转卡尔曼滤波
- 激光陀螺惯组系统级标定方法被引量：12
- 2016年
- 针对激光陀螺惯性测量组件在传统的分立式标定中受橡胶减震器影响的问题,从系统的角度对激光陀螺惯性测量组件的标度因数误差、安装误差传播规律进行分析。通过分别绕三只陀螺敏感轴转动激发激光陀螺的标度因数误差、安装误差,通过三只加速度计敏感轴分别指天激发加速度计的标度因数误差、安装误差和零位,从而完成激光陀螺惯性测量组件的系统级标定。在未进行温控及温补的情况下,陀螺仪标度因数误差重复性在3.5×10^(-6)以内,安装误差重复性在3″以内,加速度计标度因数误差和零位在其性能指标内,安装误差在4.5″以内。试验结果表明,该方法满足高精度、长期稳定性好的惯导系统工程应用要求。
- 孙伟强张礼伟熊崴陈刚曲宁
- 关键词：捷联惯性导航系统机抖激光陀螺卡尔曼滤波
- 双轴旋转调制惯导系统的极区导航算法被引量：4
- 2018年
- 针对采用固定指北坐标系的双轴惯性导航系统运行在高纬度地区时的导航算法失效问题,在横向惯性导航方法的基础上,以双轴旋转调制惯导系统为对象,提出了一种以游移方位坐标系为导航坐标系的惯性导航方法。首先分析了传统机械编排下的极区导航方法在极区工作的缺陷,进而建立了新的机械编排方法。在横向地球模型下,推导了基于横向游移坐标系的极区机械编排方法,并给出了该方法在全球范围进行导航的流程,从而能够保证双轴惯导系统在高低纬度地区工作的流畅性和平稳性。最后进行了仿真分析,并通过虚拟极区技术,利用实际跑车试验数据完成极区导航算法的半实物试验验证,其24小时导航精度与传统坐标系下的导航精度基本一致。试验和仿真结果表明,横向坐标系可以满足舰船航行穿越极点以及极区导航的需求。
- 张崇猛项铮李杨孙伟强
- 关键词：惯性导航极区导航
