导航精度

摘要： 在古代的海上丝绸之路上,航海的探索者们依靠观天象、测洋流、授经验,在苍茫的海上前行。今天,大家出远门就早早打开导航,依靠导航走到目的地。说到导航,不得不提的是卫星导航系统,正是卫星导航系统的迅速发展,我们的导航精度才越来越高。我国自主研发的北斗卫星导航系统现已进入应用阶段,成为自美国、俄罗斯以外第三个拥有自主卫星导航系统的国家。目前,北斗区域卫星导航系统已经覆盖整个亚太地区,2020年前后,我国将全面建成由环绕地球的30多个卫星组成的北斗全球卫星导航系统,可向全球用户提供高质量的定位、导航、测速、通信和授时服务。

摘要： 目的解决当前的粒子滤波算法用于水下航行器(AUV)基于极地区域的低分辨率海图时导航精度较低的问题。方法提出了一种带有自抖动及修正的粒子滤波方法(SJCPF),在状态转移过程中引入粒子抖动,每次粒子位置更新时,引入额外的过程噪声,使得传统算法中过度集中的粒子适当向周围发散,改善算法本身及海图分辨率低带来的粒子多样性匮乏。在重采样步骤中,引入相关系数用于修正权值,进一步增加粒子多样性及算法的鲁棒性。结果对传统PF及SJCPF进行仿真,相较于传统PF算法,SJCPF的导航均方根误差降低了27.7%,导航精度及鲁棒性都有显著的提升。结论SJCPF的导航性能优于传统PF,选用皮尔逊相关系数,并在适当范围内选择较大的粒子数量和较高的测量频率,可以兼顾AUV的续航与导航精度。

摘要： 全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)的组合导航系统常采用松组合与紧组合2种模式,通过分析比较松组合与紧组合在欺骗干扰环境下的导航精度与系统鲁棒性,有助于用户选取最佳的组合模式应对欺骗干扰。首先介绍了GNSS/INS松组合与紧组合的数学模型;然后根据欺骗干扰原理,建立了欺骗模型;最后通过仿真试验,对比分析了松组合与紧组合在欺骗干扰环境下的导航精度与系统鲁棒性。仿真结果表明:在欺骗干扰环境下,紧组合相比松组合的导航精度不具有明显优势,但紧组合的鲁棒性优于松组合。

摘要： 某型惯性导航系统在飞机上时有故障发生,导航精度差是较为其中突出的故障类型,其中偏航距误差大最为典型.为解决该系统在机上偏航距误差大的问题,通过建立偏航距计算模型,查找偏航距的误差源,从而提出相应的解决措施,提高惯导的导航精度.

摘要： 目前,提高导航精度的策略主要从信号源的角度出发展开分析,多数研究没有考虑在不更改硬件设计的前提下,仅从算法优化的角度提高导航精度.本文以不改变飞机原有导航系统硬件结构,利用优化算法的方式提高导航精度为目标进行研究,提出一种面向通用航空的基于飞行运动阵列的导航位置算法.该算法可以在不增加硬件成本的前提下,进一步提高导航位置精度,满足对成本敏感的通用航空类飞机需求,尤其适合成本低廉的轻型运动类飞机.本文所述算法在首台国产综合航电产品CR9中得到应用与验证,可以达到研究目标.

摘要： 目前,提高导航精度的策略主要从信号源的角度出发展开分析,多数研究没有考虑在不更改硬件设计的前提下,仅从算法优化的角度提高导航精度。本文以不改变飞机原有导航系统硬件结构,利用优化算法的方式提高导航精度为目标进行研究,提出一种面向通用航空的基于飞行运动阵列的导航位置算法。该算法可以在不增加硬件成本的前提下,进一步提高导航位置精度,满足对成本敏感的通用航空类飞机需求,尤其适合成本低廉的轻型运动类飞机。本文所述算法在首台国产综合航电产品CR9中得到应用与验证,可以达到研究目标。

摘要： 由于机动性强,飞机在国内外军事和民用领域得到了广泛的应用,飞机导航技术是高效可靠完成运输任务的前提.随着科学技术的快速发展,导航技术也取得了很大的成就,不同的环境条件下,促成了多种导航方式的形成,不过都是为了达到精确制导的目标.

摘要： 受到载荷能力和体积的限制,小型无人机只能采用MEMS传感测量模块,但是MEMS器件精度低,传统的惯性导航方式误差累积明显,很难满足特殊高精度需求.因此研究并实现了一种基于加速度计、陀螺仪和磁力计的AHRS多传感器信息融合技术.以高精度组合导航模块作为参考,对改进前后的导航精度结果进行了对比与分析,并对改进后的飞行器进行了多次飞行验证.

摘要： 建立X射线脉冲星导航系统模型,并选择有效的算法对导航精度进行估计,是当前导航定位领域研究的热点问题.目前应用于导航系统中的扩展Kalman滤波(Extended Kalman Filter,EKF)存在精度低、实时性差的缺点,特别是噪声协方差和模型参数不确切时,不能得到导航系统状态的最优估计值,甚至结果发散.建立了X射线脉冲星导航模型,提出将强跟踪扩展Kalman滤波(Strong Tracking Extended Kalman Filter,STEKF)应用于导航模型定轨精度的仿真模拟,并与扩展Kalman滤波(EKF)计算结果进行了试验对比.仿真结果表明,应用Kalman滤波算法于导航系统,STEKF在滤波前不要求精确已知导航系统随机噪声的先验统计,且具有应对导航系统随机噪声统计变化的自适应调整能力,STEKF的收敛速度与滤波精度均明显优于EKF,具有更高的估计精度.实验验证了STEKF是一个很好的权衡估计精度和计算负荷的滤波方法,对导航系统状态参数具有很强的跟踪能力,表明其具有克服导航系统模型不确定的鲁棒性,且大大缩短了导航解算的时间,是满足了导航精度要求的有效算法.

摘要： 本文以火星探测为背景,针对火星探测器进入段动力学复杂,惯性导航精度低等问题,充分利用环绕器与着陆器间的通信链路,提出基于无线电测量和惯性测量的组合方式,通过无迹卡尔曼滤波得到着陆器进入段的位置估计,达到提高精度的目的.仿真分析和结果表明:增加环绕器无线电测量可以有效抑制着陆器位置和速度误差发散现象.在着陆器自身惯性测量的基础上,增加单个环绕器无线电测量后,着陆器进入段位置误差不超过5km,速度误差在100m/s以内;若继续增加环绕器的个数,着陆器的导航精度明显提高.进入段导航精度的提高有助于改善着陆器最终的精度,基于环绕器无线电测量方式简单有效,具一定的指导意义.

摘要： 约翰迪尔AutoTrac自动导航系统是较为先进的农业机械自动导航系统,目前只适用于约翰迪尔某些固定型号的拖拉机,严重制约了该导航系统的进一步推广应用与深入研究.基于构建约翰迪尔XUV825i全地形车的AutoTrac导航试验平台,解决AutoTrac自动导航系统不直接适用于其他车型问题.首先对全地形车进行机械改装使AutoTrac能在全地形车上正常运行,并进行AutoTrac AB直线导航模式试验,分析试验数据并最终对改装后全地形车导航跟踪精度给出评价.试验结果表明,在平坦路面上,AB直线导航路径的最大横向偏差为6.61cm,平均误差为4.79cm,均方根误差为6.49cm.说明改装后的825i全地形车不影响AutoTrac自动导航系统的导航精度,具备实时、稳定跟踪直线路径行驶能力.该试验平台的成功搭建对约翰迪尔AutoTrac自动导航系统的进一步推广以及农机导航的进一步深入研究具有积极意义.

摘要： 针对直升机机载导航定位问题,研究了GPS/北斗/多普勒组合导航算法.文中采用坐标系变换及增加状态变量法对不同卫星星座进行了时空统一,并在此基础上研究了GPS/北斗卫星组合导航算法;提出了GPS/北斗卫星导航系统与多普勒系统组合导航方案,通过定点试验和算法仿真验证,结果表明GPS/北斗/多普勒组合导航能够有效改善卫星定位时信号的遮挡问题,平滑误差轨迹,提高导航定位精度.

摘要： 利用北斗卫星导航系统CORS故障类型与连续性监测规律,分析非中断性和中断性导航系统的特点.提出构建北斗CORS导航连续性故障概率、精度连续性评估模型与精度完好性评估模型,运用泰勒公式的改进连续性监测算法,以及卫星与CORS空间几何分布、等效距离误差与精度因子,挖掘北斗卫星CORS连续性服务规律,形成了有效的高精度导航机制.通过卫星工具包STK对CORS全局和区域覆盖连续性监测仿真表明,几何精度因子值均在1.6以内,中低纬度几何精度因子值相对稳定在1.5左右,导航连续性良好,精度较高.

摘要： 惯性/卫星组合导航广泛应用于航空测绘、SAR雷达成像等场合,而传统的实时卡尔曼滤波组合导航算法无法满足其精度需求.针对这些要求离线高分辨率成像能力的场合,提出了双向滤波和RTS平滑两种固定区间平滑算法,充分利用量测期间的全部量测值来估计每一时刻的系统状态参数.针对捷联惯导系统进行误差建模,基于EKF间接滤波算法,用集中式卡尔曼滤波器实现了惯性/卫星实时组合导航系统,进而设计了组合导航数据后处理算法,分别用双向滤波算法和RTS算法对系统状态参数进行了平滑处理.用模拟轨迹下的传感器量测数据对算法进行验证,仿真结果表明,双向滤波和RTS平滑算法的解算精度相比常规卡尔曼实时滤波有显著提高,在出现卫星信号失锁时效果尤其明显.分析固定区间平滑算法对导航参数和惯性器件性能参数的平滑效果,探究了最优平滑算法中的可平滑性问题,从理论上证明了不受系统噪声控制的状态参数无法通过反向平滑提高估计精度,并对反向平滑算法进行了相应简化.

摘要： 惯性/卫星组合导航广泛应用于航空测绘、SAR雷达成像等场合,而传统的实时卡尔曼滤波组合导航算法无法满足其精度需求.针对这些要求离线高分辨率成像能力的场合,提出了双向滤波和RTS平滑两种固定区间平滑算法,充分利用量测期间的全部量测值来估计每一时刻的系统状态参数.针对捷联惯导系统进行误差建模,基于EKF间接滤波算法,用集中式卡尔曼滤波器实现了惯性/卫星实时组合导航系统,进而设计了组合导航数据后处理算法,分别用双向滤波算法和RTS算法对系统状态参数进行了平滑处理.用模拟轨迹下的传感器量测数据对算法进行验证,仿真结果表明,双向滤波和RTS平滑算法的解算精度相比常规卡尔曼实时滤波有显著提高,在出现卫星信号失锁时效果尤其明显.分析固定区间平滑算法对导航参数和惯性器件性能参数的平滑效果,探究了最优平滑算法中的可平滑性问题,从理论上证明了不受系统噪声控制的状态参数无法通过反向平滑提高估计精度,并对反向平滑算法进行了相应简化.

摘要： 惯性/卫星组合导航广泛应用于航空测绘、SAR雷达成像等场合,而传统的实时卡尔曼滤波组合导航算法无法满足其精度需求.针对这些要求离线高分辨率成像能力的场合,提出了双向滤波和RTS平滑两种固定区间平滑算法,充分利用量测期间的全部量测值来估计每一时刻的系统状态参数.针对捷联惯导系统进行误差建模,基于EKF间接滤波算法,用集中式卡尔曼滤波器实现了惯性/卫星实时组合导航系统,进而设计了组合导航数据后处理算法,分别用双向滤波算法和RTS算法对系统状态参数进行了平滑处理.用模拟轨迹下的传感器量测数据对算法进行验证,仿真结果表明,双向滤波和RTS平滑算法的解算精度相比常规卡尔曼实时滤波有显著提高,在出现卫星信号失锁时效果尤其明显.分析固定区间平滑算法对导航参数和惯性器件性能参数的平滑效果,探究了最优平滑算法中的可平滑性问题,从理论上证明了不受系统噪声控制的状态参数无法通过反向平滑提高估计精度,并对反向平滑算法进行了相应简化.

摘要： 惯性/卫星组合导航广泛应用于航空测绘、SAR雷达成像等场合,而传统的实时卡尔曼滤波组合导航算法无法满足其精度需求.针对这些要求离线高分辨率成像能力的场合,提出了双向滤波和RTS平滑两种固定区间平滑算法,充分利用量测期间的全部量测值来估计每一时刻的系统状态参数.针对捷联惯导系统进行误差建模,基于EKF间接滤波算法,用集中式卡尔曼滤波器实现了惯性/卫星实时组合导航系统,进而设计了组合导航数据后处理算法,分别用双向滤波算法和RTS算法对系统状态参数进行了平滑处理.用模拟轨迹下的传感器量测数据对算法进行验证,仿真结果表明,双向滤波和RTS平滑算法的解算精度相比常规卡尔曼实时滤波有显著提高,在出现卫星信号失锁时效果尤其明显.分析固定区间平滑算法对导航参数和惯性器件性能参数的平滑效果,探究了最优平滑算法中的可平滑性问题,从理论上证明了不受系统噪声控制的状态参数无法通过反向平滑提高估计精度,并对反向平滑算法进行了相应简化.

摘要： 惯性/卫星组合导航广泛应用于航空测绘、SAR雷达成像等场合,而传统的实时卡尔曼滤波组合导航算法无法满足其精度需求.针对这些要求离线高分辨率成像能力的场合,提出了双向滤波和RTS平滑两种固定区间平滑算法,充分利用量测期间的全部量测值来估计每一时刻的系统状态参数.针对捷联惯导系统进行误差建模,基于EKF间接滤波算法,用集中式卡尔曼滤波器实现了惯性/卫星实时组合导航系统,进而设计了组合导航数据后处理算法,分别用双向滤波算法和RTS算法对系统状态参数进行了平滑处理.用模拟轨迹下的传感器量测数据对算法进行验证,仿真结果表明,双向滤波和RTS平滑算法的解算精度相比常规卡尔曼实时滤波有显著提高,在出现卫星信号失锁时效果尤其明显.分析固定区间平滑算法对导航参数和惯性器件性能参数的平滑效果,探究了最优平滑算法中的可平滑性问题,从理论上证明了不受系统噪声控制的状态参数无法通过反向平滑提高估计精度,并对反向平滑算法进行了相应简化.

摘要： 本发明公开了一种轻小型高精度复合式惯性导航系统及导航模式切换方法，导航系统包括基座、通过第一轴承转动安装在基座上的外旋转框、通过第二轴承转动设置于外旋转框上的内旋转框和设置于内旋转框上的惯性测量组件，内旋转框和外旋转框的一端设置分别有驱动组件、另一端分别设置有锁紧机构，驱动组件包括超声波电机和角度传感器，锁紧机构包括动盘、碟簧、线圈、壳体和定盘，动盘分别与内旋转框和外旋转框接触，碟簧设置于动盘、定盘和壳体之间，碟簧通过线圈产生的磁场进行伸缩，实现对动盘支撑和远离，线圈通过控制电流通入改变磁场。采用超声波电机和电磁锁，可在恶劣力学环境下快速锁紧与解锁，满足复杂力学环境使用需要。

摘要： 本发明公开了一种获取高精度导航路径数据的方法和装置，通过获取导航路径中高精度的形状点的几何数据和对应的低精度的路链数据，拟合得到每个形状点的曲率值，并根据对应的将路链集合进行有序聚类，从而得到每条道路的分段曲率值，保存在导航路径中对应的路径数据上，从而能够在车辆行驶时，辅助车辆行驶系统可以从导航路径的路径数据中获取相应坐标位置的曲率值，并在到达该位置之前，提前给出相应的提示或者在将要经过该位置时对车辆转弯的速度、车灯的方向进行控制，提高车辆驾驶的安全性。

摘要： 本发明公开了一种轻小型高精度复合式惯性导航系统及导航模式切换方法，导航系统包括基座、通过第一轴承转动安装在基座上的外旋转框、通过第二轴承转动设置于外旋转框上的内旋转框和设置于内旋转框上的惯性测量组件，内旋转框和外旋转框的一端设置分别有驱动组件、另一端分别设置有锁紧机构，驱动组件包括超声波电机和角度传感器，锁紧机构包括动盘、碟簧、线圈、壳体和定盘，动盘分别与内旋转框和外旋转框接触，碟簧设置于动盘、定盘和壳体之间，碟簧通过线圈产生的磁场进行伸缩，实现对动盘支撑和远离，线圈通过控制电流通入改变磁场。采用超声波电机和电磁锁，可在恶劣力学环境下快速锁紧与解锁，满足复杂力学环境使用需要。

摘要： 本发明提供一种高精度导航系统和方法、导航终端设备。所述导航终端设备被配置的:获得多个卫星导航系统的卫星观测数据；利用基于码分多址技术的卫星导航系统的卫星观测数据进行位置定位得到导航终端设备的位置。之后，将得到的导航终端设备的位置以及估计的接收机钟差带入基于频分多址技术的卫星导航系统的伪距观测值、相位观测值中计算接收机伪距残差和接收机相位残差；对计算得到的接收机伪距残差和接收机相位残差进行滤波平滑，得到收敛后的基于频分多址技术的卫星导航系统的接收机伪距偏差以及接收机相位偏差；基于频分多址技术的卫星导航系统的卫星观测数据、接收机伪距偏差、接收机相位偏差进行整周模糊度固定。

摘要： 本发明提供一种高精度导航系统和方法、导航终端设备。所述导航终端设备被配置的:获得卫星观测数据；计算得到卫星模糊度浮点解以及方差；利用第一策略计算得到第一组整周模糊度及方差；将得到的模糊度浮点解以及方差通过网络上传至导航服务器；通过所述网络接收所述导航服务器的第二组整周模糊度及方差，其中第二组整周模糊度及方差是导航服务器利用第二策略计算得到的；从第一组整周模糊度及方差和第二组整周模糊度及方差中筛选多个整周模糊度及方差组成筛选组整周模糊度及方差。这样，可以只需要花费较小的计算量就能够支持整周模糊度快速固定。

摘要： 本发明提供了一种适用于室内外的高精度定位组合导航系统及其导航方法，导航系统包括移动站主机、室外基准站和室内基准站，室外移动站包括处理器、RTK模块、通讯模块、九轴IMU模块和UWB模块，室内基准站包括处理器和UWB模块。导航定位时先判定移动站处于室内还是室外，室内移动站通过自身UWB模块解算与多个室内基准站的距离，并结合自身传感器数据进行定位；室外移动站解算传输误差及到室外基准站的距离，并结合自身传感器数据进行定位。本发明在卫星信号良好的条件下，定位精度可以达到厘米级，在卫星信号不佳的个别位置或室内外过渡场景，结合自身九轴IMU，可对定位作修正补充，不过度依赖于卫星信号。

摘要： 本发明提供了一种高精度机器人定位导航方法及系统，高精度机器人定位导航系统由机器人底盘以及地面辅助装置组成。机器人底盘包括机器人控制系统、移动通信模块以及定位导航系统。定位导航系统由前后相机以及惯性传感器组成，相机获取地面辅助装置的信息，惯性传感器获取机器人的位置信息。前后相机同时循线，纠正机器人的左右行驶偏差；在地面辅助装置中的位置校正标识点处，机器人进行视觉‑惯性信息融合，校准机器人的位置。本发明即通过前后相机同时循线，纠正左右偏差，在有位置校正标识点时，进行视觉‑惯性信息融合，校准机器人的位置，提高机器人的定位精度。

摘要： 本发明提供了一种手术导航装置的精度检测方法及手术导航精度检测装置，手术导航装置的精度检测方法包括：注册检测工装；根据手术机械臂、检测工具以及检测工装标定检测工具的球心位置；获取检测工装的靶球座的球心空间坐标；将检测工装的靶球座作为手术机械臂移动至目标位置的预设途径点，获取手术机械臂移动至目标位置时检测工具的靶球的球心空间坐标；计算检测工装的靶球座的球心空间坐标与检测工具的靶球的球心空间坐标之间的差值，根据差值判定手术导航装置的精度是否符合要求。通过本申请提供的技术方案，能够解决相关技术中存在无法对手术导航装置进行有效的精度检测的问题。

摘要： 本发明提供了一种手术导航装置的精度检测方法及手术导航精度检测装置，手术导航装置的精度检测方法包括：注册检测工装；根据手术机械臂、检测工具以及检测工装标定检测工具的球心位置；获取检测工装的靶球座的球心空间坐标；将检测工装的靶球座作为手术机械臂移动至目标位置的预设途径点，获取手术机械臂移动至目标位置时检测工具的靶球的球心空间坐标；计算检测工装的靶球座的球心空间坐标与检测工具的靶球的球心空间坐标之间的差值，根据差值判定手术导航装置的精度是否符合要求。通过本申请提供的技术方案，能够解决相关技术中存在无法对手术导航装置进行有效的精度检测的问题。

摘要： 本公开涉及一种导航精度检测装置和导航精度检测系统，导航精度检测装置包括：检测模体，检测模体上设置有第一跟踪器和目标位置，检测模体的三维模型预先导入导航系统中，第一跟踪器用于被导航系统的导航相机识别，使得导航系统的显示器中形成目标位置的影像；和器械模体，器械模体上设置有第二跟踪器和工作位置，器械模体的三维模型预先导入导航系统中，第二跟踪器用于被导航相机识别，使得显示器中形成工作位置的影像；其中，器械模体用于可操作地使显示器中工作位置的影像与目标位置的影像重合，以通过三坐标测量仪测量工作位置与目标位置之间的误差确定导航系统对器械的导航精度。本公开能够精准地测量导航系统对器械的导航精度。