高精度舰载惯性导航系统的重力影响研究

惯性导航重力补偿方法

针对不同地形和环境条件，重力补偿方法可以有效地提高惯性导航系统的精度和稳定性。
存在的问题与不足
在复杂地形和动态环境下，重力补偿方法的性能还需要进一步验
证和完善。
重力场模型和重力矢量场模型的精度和实时性还需要进一步提高，以满足更高精度的导航需求。
重力补偿方法的应用范围还需要进一步扩大，以适应不同领域的
讨论
通过对实验结果的分析，发现重力场补偿方法在复杂的海洋环境中具有较高的实用价值，能够有效提高惯性导航系统的定位精度。
06
结论与展望
研究成果总结
惯性导航重力补偿方法在理论上得到了验证，通过实验测试，该方法在精度和稳定性方面都表现出较好的性能。
重力场模型和重力矢量场模型在静态和动态环境下都得到了较好的应用，验证了模型的正确性和可靠性。
VS
详细描述
该方法主要通过测量载体在静止状态下的加速度，经过坐标系变换，得到重力加速度分量，然后将其补偿给惯性导航系统，从而提高惯性导航系统的定位精度。但是，该方法需要较长时间进行静态加速度测量，且在动态环境下效果不佳。
基于动态加速度的重力补偿算法
总结词
动态加速度重力补偿算法是一种改进的惯性导航重力补偿方法，通过测量载体的动态加速度，结合运动学模型对重力矢量进行补偿。
THANKS
感谢观看
种算法进行处理。
05
实验与分析
实验设备与环境
01
02
03
惯性导航系统
选用某型号的惯性导航系统，该系统具有较高的定位精度和稳定性。
实验场地
选择某港口作为实验场地，以模拟复杂的海洋环境。
实验条件
在实验过程中，保持航向和航速的稳定，以确保惯性导航系统的准确性。

高精度惯性导航系统对重力场模型的要求

个高通滤波器 ,随着时间的增加 ,其值也在增加 ,
1 INS 误差分析方程
IN S 的基本原理是牛顿第二定律 ,它在惯性
系中的方程为[1 ] :
¨r = a + g ( r)
(1)
式中 , ¨r 是载体加速度 ; a 是加速度计所测的比力 ;
g ( r) 为引力 ,它与载体位置 r 有关。
为了便于分析 ,不考虑惯性传感器自身误差
另外在短时间内重力误差引起的水平位置误差很小采用不同重力场模型的差别不是很大这间接反映了图1中所表对于使用球谐函数模型进行重力补偿则对应的残余重力扰动水平分量的功率谱等于在式6的低频部分乘以球谐函数模型相应的误差阶510武汉大学学报
第 31 卷第 6 期 2006 年 6 月
武汉大学学报 ·信息科学版 Geo matics and Info rmation Science of Wuhan University
[ 2 ] J eleli C. Gravity o n Precise Sho rt2Term ,32D Free2 Inertial Navigatio n [J ] . Navigatio n , 1997 , 44 (3) : 3472357
(6)
i =
式中 , K0 是变形贝塞耳函数 ;ωs 是空间角频率 , 而
式 (3) 中的 ω是时间角频率 , 它们之间可通过载
体速度 v 联系起来[2 ] :
n
∑ PS Dδgx (ω) = 2ω2 / v3 βσi 2i K0 (βωi / v) (7) i =1
对于使用球谐函数模型进行重力补偿 ,则对
李斐等 :高精度惯性导航系统对重力场模型的要求
509

高精度测量与制导的惯性导航系统研究

高精度测量与制导的惯性导航系统研究导语：在现代高科技领域，高精度测量与制导系统的研究具有重要的意义。

本文将重点介绍惯性导航系统的研究，探讨其在高精度测量和制导方面的应用与进展。

一、引言惯性导航系统是一种基于惯性传感器测量的导航系统，能够实现航行器在没有外部参考的情况下进行位置和姿态的估计与跟踪。

传统的惯性导航系统通常包括三个主要组成部分：加速度计、陀螺仪和计算装置。

这些组件能够提供绝对而精确的相对位置和姿态信息，用于导航和制导应用。

二、惯性导航系统的研究进展1. 精度提升随着科技的发展，惯性导航系统在高精度测量与制导方面取得了长足的进步。

其中的关键是提高传感器的测量精度和稳定性。

目前，最新的惯性传感器采用了现代化的制造和校准技术，能够实现更高的精度和更低的误差。

此外，使用多传感器融合技术可以进一步提高系统的精度。

2. 多传感器融合技术为了进一步提高惯性导航系统的精度和可靠性，研究人员引入了多传感器融合技术。

该技术通过同时使用GPS、气压计、地磁传感器等不同类型的传感器，将它们的测量结果进行融合，从而得到更准确的位置和姿态估计。

多传感器融合技术的使用既提高了系统的精度，又增加了系统的鲁棒性和可靠性。

3. 作动器控制惯性导航系统不仅可以用于测量和估计位置和姿态信息，还可以用于导航和制导控制。

在航空航天领域，惯性导航系统可以实现航空器的自主飞行和自动着陆。

为了实现更高的制导精度，研究人员还进一步研究了作动器控制技术。

作动器控制技术利用惯性导航系统提供的位置和姿态信息，对作动器进行精确的控制，从而实现目标的精确导航和控制。

4. 应用领域高精度测量与制导的惯性导航系统在许多领域都有着广泛的应用。

在航空航天领域，惯性导航系统被广泛应用于飞机、导弹和卫星等航天器的导航和制导控制。

在海洋领域，惯性导航系统被用于舰船和潜艇的导航和控制。

在车辆领域，惯性导航系统被用于汽车、火车和无人驾驶车辆的自主导航和控制。

三、挑战与未来发展方向1. 技术挑战尽管高精度测量与制导的惯性导航系统取得了重要的进展，但仍面临一些技术挑战。

潜艇重力辅助惯性导航系统研究与仿真

中图分类号：Ｐ９．Ｔ３１９文献标识码：Ａ文章编号：０００（０１００７０１６— ７７２１）５— ０７— ３０
重力辅助惯性导航系统（ｒｖｙａｅｎｒａｎｖａｏｇａｉｉｄｉｅｉａｉｔｎｔｄｔｌｇｉ
摘要：从工程应用出发，过分析水下重力测量的各种误差源，立精确的重力异常数据误差模型。改进了匹配算通建
法，并设计了不同精度的一组惯性导航系统以验证重力辅助导航的可行性。结果表明，海洋固体潮、海潮、海面地形
精度还有待提高，运载体受海浪、洋流、潮汐以及导航误差等扰动因素影响，有害重力扰动往往大于实际重力变化幅度，
重力辅助导航手段也就失去了意义。目前，者较多研究匹学
配算法和理论，重力场数据获取和处理缺少系统的分析。对
式中：日是大地纬度；，别是赤道和两极的正常重力，ｙ分
ｓｓｍ，ＡＮ）ｙｔＧＩＳ是一种利用地球固有特征信息，ｅ通过一定的数据匹配方法实现校正惯性导航系统（导）惯累积误差，从而获取高精度位置信息的自主导航技术。ＧＩＳ主要应用于ＡＮ
量变化，种偏差就是重力异常。显然，这比力矢量的变化会引起惯导中加速度计输出误差，而引起定位误差。从１１纬度误差补偿．

惯性导航系统长期运行误差累积特性研究

惯性导航系统长期运行误差累积特性研究一、惯性导航系统概述惯性导航系统（INS）是一种自主式导航系统，它不依赖外部信号，而是通过测量载体的加速度和角速度来确定其位置、速度和姿态。

这种系统广泛应用于航空、航天、航海和陆地车辆导航等领域。

惯性导航系统的核心组件包括加速度计、陀螺仪、计算机和电源。

加速度计用于测量载体沿三个正交轴的加速度，而陀螺仪则用于测量载体的角速度。

计算机根据这些测量值，通过复杂的算法计算出载体的位置和速度。

1.1 惯性导航系统的基本工作原理惯性导航系统的工作原理基于牛顿运动定律和角动量守恒定律。

系统通过加速度计测量载体的加速度，然后利用积分计算出速度和位置。

同样，通过陀螺仪测量载体的角速度，积分后得到载体的角位置。

这些测量值在计算机中被处理，以提供连续的导航信息。

1.2 惯性导航系统的分类惯性导航系统可以分为两大类：平台式和捷联式。

平台式惯性导航系统使用物理平台来稳定陀螺仪，以减少外部干扰对测量精度的影响。

捷联式惯性导航系统则没有物理平台，陀螺仪直接安装在载体上，通过计算机算法来补偿载体的动态变化。

二、惯性导航系统的误差来源惯性导航系统在长期运行过程中，会受到多种因素的影响，导致误差的累积。

这些误差主要来源于以下几个方面：2.1 传感器误差传感器误差是惯性导航系统中最主要的误差来源之一。

加速度计和陀螺仪的精度直接影响到系统的性能。

这些误差包括零偏误差、比例因子误差、非线性误差和温度漂移等。

2.2 积分误差由于惯性导航系统需要对加速度和角速度进行积分计算，因此积分过程中的累积误差也是不可忽视的。

积分误差通常与积分时间成正比，随着运行时间的增加而增加。

2.3 初始对准误差惯性导航系统在启动时需要进行初始对准，以确定载体的初始位置和姿态。

初始对准的精度直接影响到后续导航的准确性。

对准过程中的误差来源包括传感器误差、环境干扰和对准算法的不完善等。

2.4 环境因素环境因素也会对惯性导航系统的性能产生影响。

超高精度MEMS惯性导航系统研究

超高精度MEMS惯性导航系统研究随着科技的发展和应用的深入，惯性导航系统在多个领域得以广泛应用，如军事、民用航天、航空、海洋测绘、智能车辆等。

其中，MEMS惯性导航系统因为其小型化、集成化、低功耗、高精度等优点，成为了近年来重要的研究方向和应用领域。

一. MEMS惯性导航系统及其重要性MEMS惯性导航系统是一种利用微机电系统（MEMS）芯片实现导航、定位和姿态控制的技术，其使用惯性传感器来检测物体的运动状态，以实现导航和航迹测量。

该系统由加速度计和陀螺仪组成，具有较高的稳定性和精度，能够满足在复杂环境下的导航需求。

MEMS惯性导航系统在飞行器、导弹、舰船、无人机等多个领域得到广泛应用。

在航空领域，MEMS惯性导航系统可以降低飞行器的依赖于卫星导航系统的程度，提高飞行器的精度和可靠性。

在海洋测绘领域，MEMS惯性导航系统可以实现船舶的自主导航和定位。

在智能车辆领域，MEMS惯性导航系统可以实现车辆的姿态控制和车辆路径规划。

二. MEMS惯性导航系统的研究进展MEMS惯性导航系统的研究已经取得了不少进展，其中最主要的不仅是研究了MEMS元件的制备、设计和优化方法，而且重点是提高惯性传感器和导航算法的精度和可靠性。

（1）MEMS元件制备技术的研究MEMS惯性导航系统的核心元件是加速度计和陀螺仪，研究人员通过探索各种工艺方法，努力提高加速度计和陀螺仪的精度和空间分辨率。

一般来说，MEMS里的惯性传感器包括加速度计和角速度计。

原则上角速度计的灵敏度要高于加速度计，这样就会导致较高的姿态稳定和角度读数的理想情况。

而加速度计对加速度和位置变化的读取具备高精度的优势。

研究人员在元件制备过程中的相应技术方案上不断优化，使得MEMS惯性导航系统随着等越来越适应目前多种实际的应用基础设施和技术应用。

（2）导航算法的研究在MEMS惯性导航系统中，导航算法决定着其导航精度和可靠性的高低。

目前，导航算法主要包括基于传感器模型的动态位置估计算法、基于卡尔曼滤波（Kalman filter）的状态估计算法和基于系统辨识（system identification）的状态估计算法。

《2024年飞艇惯性导航系统加速度计的应用现状与展望》范文

《飞艇惯性导航系统加速度计的应用现状与展望》篇一一、引言随着科技的不断进步，飞艇作为空中交通工具的代表之一，其导航技术也得到了飞速的发展。

其中，惯性导航系统因其高精度、自主性强等优点，在飞艇导航领域得到了广泛应用。

而加速度计作为惯性导航系统的重要组成部分，其性能和应用范围直接影响着整个系统的性能。

本文将重点探讨飞艇惯性导航系统中加速度计的应用现状及展望。

二、飞艇惯性导航系统概述飞艇惯性导航系统是一种基于牛顿运动定律和哥氏效应的自主导航系统，主要由加速度计、陀螺仪等传感器组成。

其中，加速度计是测量飞艇在空间中的加速度变化的重要设备，为导航系统提供精确的速度和位置信息。

三、飞艇惯性导航系统中加速度计的应用现状1. 军用飞艇领域在军用飞艇领域，惯性导航系统因其高精度、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于各类军用飞艇。

其中，高精度的加速度计为军用飞艇提供了精确的速度和位置信息，确保了其在复杂环境下的作战能力。

2. 民用飞艇领域在民用飞艇领域，惯性导航系统也逐渐得到广泛应用。

特别是在航拍摄影、气象探测等领域，飞艇需要精确的导航和定位系统。

加速度计作为惯性导航系统的重要组成部分，为飞艇提供了精确的姿态和速度信息，保证了航行过程中的稳定性和安全性。

四、加速度计技术发展及挑战随着科技的进步，加速度计的精度和稳定性不断提高，为飞艇惯性导航系统提供了更好的性能。

然而，在实际应用中，仍面临一些技术挑战。

例如，在高速飞行和强振动环境下，加速度计的精度和稳定性会受到影响；此外，加速度计的抗干扰能力、抗过载能力等也需要进一步提高。

五、未来展望1. 技术创新与突破未来，随着新材料、新工艺和新技术的发展，加速度计的性能将得到进一步提升。

例如，采用新型材料制作的加速度计将具有更高的精度和稳定性；同时，人工智能、大数据等技术的应用将为加速度计提供更强大的数据处理和预测能力。

2. 应用拓展与普及随着飞艇在各领域的应用不断扩大，惯性导航系统的应用也将得到进一步拓展。

基于重力匹配导航的潜艇避障方法分析

基于重力匹配导航的潜艇避障方法分析一、引言介绍目前潜艇避障技术的现状，重力匹配导航在潜艇避障中的作用以及本论文的研究意义。

二、重力匹配导航技术简介阐述重力匹配导航的原理、优势和限制，以及其在潜艇避障中的应用和局限性。

三、潜艇避障场景分析分析潜艇在不同的水下环境中的避障场景，包括海底地形、水流、海洋生物等因素对潜艇的影响。

四、基于重力匹配导航的潜艇避障方法研究结合重力匹配导航技术，提出一种潜艇避障方法，包括建立地形模型、遥测数据融合、避障实时控制等环节的具体实现方案。

五、实验结果分析以模拟水下环境下的避障场景为例，对本文提出的方法进行实验，分析不同情况下的避障效果，并结合实验结果总结讨论。

六、结论与展望总结本论文的研究工作，指出研究的局限和不足之处，并展望重力匹配导航技术在潜艇避障领域的进一步应用方向。

一、引言潜艇在水下航行时必须面对各种复杂的水下环境，如峭壁、水流、海底障碍物等，因此，避障成为潜艇航行中的重要问题。

现有的潜艇避障技术主要是基于声纳测距和逐层扫描，然而这些技术存在着很多缺陷，如定位不精确、耗时长、易被干扰等。

因此，开发一种更为高效、精准的潜艇避障技术势在必行。

重力匹配导航作为新型的定位与导航技术，近年来在水下机器人尤其是潜艇领域得到了广泛应用。

重力匹配导航利用海底重力场与水下机器人测量的三维加速度数据之间的比较，通过匹配重力异常场来实现定位与导航。

与传统的声纳测距相比，重力匹配导航可以提供更为稳定和高精度的定位和导航，而且具有测距范围广、防干扰能力强等优势，可以有效解决潜艇避障时的问题。

因此，本文旨在探讨基于重力匹配导航的潜艇避障方法。

本研究通过分析水下环境中的避障场景、阐述重力匹配导航的原理及其在潜艇避障中的应用，提出一套实用性较强的潜艇避障方法，并通过实验结果的分析，展示该方法的可行性和可靠性。

这对于提高潜艇在水下任务中的自主性和航行安全性具有重要的意义。

二、重力匹配导航技术简介重力匹配导航技术是一种基于海底重力场的定位与导航技术，它利用水下机器人测量的三维加速度数据与海底重力场之间的比较匹配，通过分析比较结果来计算水下机器人的位置和姿态。

重力场对惯性导航定位误差影响研究与仿真

重力场对惯性导航定位误差影响研究与仿真
吴太旗;边少锋;蒋勃;陈勇
【期刊名称】《测绘科学技术学报》
【年(卷),期】2006(23)5
【摘要】从惯性导航力学编排方程出发,将高阶重力场模型代替正常重力模型,分析了扰动重力引起的惯性导航误差;并从另一角度,对理想状态下扰动重力对惯性导航的影响进行了仿真分析,结果表明扰动重力影响显著.通过将重力垂线偏差分量引入惯性导航方程,改善传统方程的缺陷,探讨了垂线偏差对惯性导航的影响.在全面论述了扰动重力和重力垂线偏差对惯性导航的影响的基础上,结合实际情况提出了进行重力场误差补偿的两种方法.
【总页数】4页(P341-344)
【作者】吴太旗;边少锋;蒋勃;陈勇
【作者单位】海军工程大学,湖北,武汉,430033;海军海洋测绘研究所,天津,300061;海军工程大学,湖北,武汉,430033;61365部队,天津,300140;海军工程大学,湖北,武汉,430033
【正文语种】中文
【中图分类】P227;U666.11
【相关文献】
1.船舶捷联惯导导航定位误差补偿仿真研究 [J], 尹剑;高教波;张琬琳;陈红
2.车载组合导航定位系统误差建模及仿真 [J], 王志坤;李永满;蔡铁鑫
3.海潮误差对GRACE时变重力场解算的影响研究 [J], 王长青;许厚泽;钟敏;冉将军;周江存
4.卫星导航定位误差仿真分析 [J], 王蓉;陈思;胡伟锋;邓春
5.机载雷达组网导航定位误差仿真分析 [J], 彭金龙;张策;吴京
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重力辅助导航前沿与进展

251中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng中国设备工程 2021.03 （上）潜艇等水下自主航行器在水下航行一般依靠惯性导航系统进行导航，惯性导航系统的重要组成元件是陀螺仪和加速度计，这些敏感元件测得的加速度通过对时间进行积分后可以得到速度、偏航角、位置等信息。

积分过程中，误差随时间累积增大，潜艇长期在水下运行时导航精度降低。

针对惯性导航系统的这一缺点，许多学者提出将重力匹配、地磁匹配、地形匹配等无源导航方法与惯性导航系统组合起来，对惯性导航进行修正。

水下重力匹配技术实现的核心问题是构建全球高精度和高空间分辨率的海洋重力异常图。

测高/重力卫星、船测、航空是获得全球海洋重力场的主要技术途径，全球高精度和高空间分辨率的海洋重力异常图能有效提高水下重力匹配导航精度，但目前我国的全球海洋重力异常图空间分辨率较低，因此，需要在一定程度上对其进行插值加密，重构为高精度高空间分辨率的海洋重力异常图。

由于海洋重力异常图经过插值后，空间分辨率会提升，但是，精度会降低，因此，空间分辨率和精度成反比关系（随着空间分辨率提高，精度将降低）。

为了使空间分辨率与精度均满足高精度水下重力匹配导航，对重力场的插值方法的研究成为此领域的研究热点。

1 海洋重力异常图插值方法目前，常见的海洋重力场异常图插值方法可具体分为两类，第一类为基于函数插值方法，第二类为基于统计学插值方法。

函数插值方法有径向基函数插值法、曲线曲面插值法、样条函数插值法。

统计学方法有克里金插值法、距离加权反比插值法、改进的Shepard 插值法。

距离加权反比插值是最简单的插值方法。

该方法根据未知点到已知点距离加权平均值计算未知点的值。

距离加权反比插值法的具体计算公式如下：101(/)(1/)Nii i N ii Zd Z d ===∑∑重力辅助导航前沿与进展王彤（中国空间技术研究院，北京 100094）摘要：水下导航一直是导航领域重要的研究方向。

长周期高精度惯性导航新技术研究

长周期高精度惯性导航新技术研究一、引言惯性导航系统(INERTIAL NAVIGATION SYSTEM, INS)是航空航天领域中最重要的导航手段之一。

惯性导航系统使用了加速度计和陀螺仪等传感器来测量飞行器的位置、速度和姿态信息，对于干扰条件下的高精度导航有很高的稳定性和可靠性。

长周期高精度惯性导航技术旨在解决传统惯性导航系统难以解决的短板，得到了广泛的研究和应用。

二、长周期高精度惯性导航技术现状传统惯性导航系统是由加速度计和陀螺仪等传感器组成的，精度时常随运行时间的增长而渐渐下降。

长周期高精度惯性导航技术研究主要解决了这一问题，能够保持高精度。

其中，MEMS惯性器件、纯静态惯性导航技术、卡尔曼滤波算法、GPS、天文导航修正技术等已经成为长周期高精度惯性导航的重要技术，是其不断发展壮大的关键技术。

目前，由于技术设备的改善，惯性导航系统的价格已经得到了大幅降低，具备潜力发展空间。

(一) MEMS惯性器件技术微机电系统(MEMS)惯性器件是一种新型的惯性传感器，它是由很多集成电路构成的，有一个非常小的尺寸体积，可以在精确测量加速度、角速度的同时，极大的减小姿态计、气压计等器件对该惯性导航系统的干扰。

同时，MEMS惯性器件能够抑制加速度计的偏差和陀螺仪漂移误差。

(二) 纯静态惯性导航技术纯静态惯性导航技术是一种新型的纯静态导航方法，主要通过通用加速度计和姿态计，能够识别出飞行器在天空中的位置。

该方案可以有效地减少天文中的GPS振荡及其他技术的干扰。

同时，也可以使用地面导航站的数据进行修正，提高导航精度。

(三) 卡尔曼滤波算法卡尔曼滤波算法是一种利用加速度计和陀螺仪等传感器测量的数据进行状态估计的一种算法。

该算法可以通过利用导航数据之间的关联性，对上一状态中估算的错误信息进行补偿，从而提高导航精度。

同时，该算法也可以用于各种类型的惯性导航系统。

(四) GPS技术全球定位系统(GPS)技术是现代化航天器必不可少的一种导航方式。

一种多源重力异常融合方法

Dg F ；地壳平均密度为σ；海水平均密度为σ0；测量
点处的水深值是 h，由平均海平面开始计算布格重
大，且声学方法测出的 h 会产生误差，故需对 h 的测
量值做声速校正处理。
（3）绝对重力异常处理
值在重力测量装置中因强阻尼影响而导致重力测
量装置测量输出值延迟滞后的现象。
测量平台在测量前、后分别需要在重力基准点
换原理［9~11］。为提高重力基准图的准确度，将全球
重力场模型（Global Gravity Field Model，GGM）、
DEM 正演、卫星测高反演等不同来源的重力数据
特征进行融合和提取。此外，还需要将获得的重力
星测量可以测出重力场的轮廓，也就是重力场的中
网格数据划分为高频和低频数据，并通过相应的
力梯度的变化来表征。目前，可运用 SGG 技术每月
对地球完成一次观测。
2.2
重力异常船测获取
1）船测重力异常特点
通过船舶测量重力变化值方式需要将测量装
图1
卫星测高原理图
地球上海域面积十分广袤，有起伏的海域可以
通过测高方式反演出的重力异常，常用的解析方式
包括有逆维宁梅尼赛斯法、斯托克斯数值反解法、
逆斯托克斯法等，每种方法各有特点。逆斯托克斯
（4）测量平台吃水校正
g = g 0 + ( S - S 0 ) + δg E + δg K + δgC
其中，重力基准点的绝对重力值为 g0；测量点处的
（2）校对重力基点
(
（5）
力异常。因各海域分区的化学、物理性质差异过
（1）重力仪滞后效应补偿
相位不同时，即使当两者同频率时，摆杆型重力测

惯性导航系统精度

雅驰拥有多年经验，下面为你介绍惯性导航系统精度的几种测试方法：包括位置、航向、横滚、俯仰、速度等5个导航参数。

惯性导航系统精度的影响因素：
1、环境
环境的变化会影响惯导系统精度的变化，如：摇摆、航向变化、振动、电气干扰等，对惯性导航系统精度的影响是相当大的。

因此惯性导航
系统在舰船动态环境工作与在实验室中静态环境工作其性能变化是非
常明显的。

2、重力场
Yach通过分析不同速度下的正常重力模型，ECM96模型和实测重力
数据对惯性系统导航结果的影响得出：载体运动速度的减慢是由于乖
线偏差的影响远远大于单纯重力异常引起的。

通过改变重力乖线的偏差，从而改善传统利用重力进行解算的缺陷，而采用EGM96模型和
实测重力得到的导航结果差别较小。

3、不同航行状态
基于VB工具、ActiveX平台惯导系统控件得出，航迹状态条件的不同，导致惯导系统水平误差角的变化也会不同。

惯导系统水平误差角的稳
态值除了受惯性元件精度的影响外，还受载体速度大小的影响。

因此，可以通过改变载体的航速或航向可以提高惯导系统的水平误差角的精度。

4、载体机动
根据惯性导航系统的工作原理，利用VB语言与平台惯导系统部分的数学模型，完成了惯性导航系统在动机座条件下的误差仿真，并对仿真
结果进行了分析，给出了惯性导航系统误差在载体机动阶段以及机动
结束后短时间内的变化趋势。

分析结果表明，在载体机动过程和机动
结束后短时间内，惯导系统将产生较大的误差，影响惯导系统的精度。

海洋重力场在潜艇导航中的应用_陈勇

#通信#导航#海洋重力场在潜艇导航中的应用陈勇1吴太旗2胡德生1(1海军工程大学武汉430033;2海军海洋测绘研究所天津300061)摘要:重力场辅助水下导航是一种绝对无源的导航方式,是21世纪潜艇导航的发展方向。

从改善潜艇惯性导航系统性能出发,通过对海洋重力场用于潜艇水下辅助导航的两种方式进行论述,给出了详细的应用过程和方法,并提出了相应的改进措施,为进一步将海洋重力场用于潜艇指明了方向。

关键词:海洋重力场惯性系统精度改善图形匹配潜艇导航海洋是人类资源的宝库,随着人类对海洋认知的提高,人类对于海洋的开发利用日益增多,海洋在各个国家的发展中具有非常重要的地位。

海军作为维护国家主权和海洋权益的主要兵种担负的责任越来越重,而潜艇作为海军中的重要力量具有杀手锏的作用。

潜艇水下导航主要利用惯性导航系统(I N S),但是I N S定位误差随时间积累,影响了潜艇水下的有效攻击时间,而利用GPS等无线电辅助导航和天文导航又降低了潜艇的隐蔽性,不利于潜艇的生存。

重力场辅助的水下无源导航系统率先被美国提出,并于1983年成功地在海上进行了实验测试,后来部署在美国海军的三叉戟潜艇上,重力场辅助水下导航系统逐步成为21世纪潜艇的发展方向,成为了各个国家研究的热点[1,2]。

1海洋重力用于潜艇导航的主要方式海洋重力用于潜艇导航,主要在以下两个方面对原惯性系统进行改进;一是利用精确的实测重力信息改善以往惯性系统中简单利用正常重力信息进行位置、速度计算带来的误差,从惯性系统本身角度提高系统的定位导航精度;二是利用重力场图形匹配技术进行组合导航,通过利用外部重力场信息对惯性系统进行组合导航,限制误差随时间积累的特性,提高系统的定位精度,延长系统的重调周期。

2重力场信息对惯性系统自身精度的改善惯性导航系统的基本原理是通过测量载体的加收稿日期:2008-07-29作者简介:陈勇(1979-),男,湖北天门人,博士,讲师;主要从事军事海洋环境与航海方面的理论与应用研究工作。

高精度惯导系统重力扰动的阻尼抑制方法

高精度惯导系统重力扰动的阻尼抑制方法翁海娜;李鹏飞;高峰;胡小毛;张宇飞【摘要】重力扰动已经成为高精度长航时惯导系统的主要误差源之一.针对船用高精度惯导系统的重力扰动抑制问题,从舰船INS误差模型出发,推导了重力扰动在惯导系统中的传播特性.仿真结果表明垂线偏差将引起系统较大的舒拉振荡误差.为抑制重力扰动对系统的影响,引入常速度误差反馈阻尼网络和相位超前串联阻尼网络.分析了重力扰动在水平阻尼网络中的传递特性,实现了相应滤波器的设计.在此基础上完成了实验验证,海上试验结果表明,所引入的两种阻尼网络都能够阻尼掉重力扰动引起的舒拉振荡型导航误差,其中,相位超前串联阻尼网络效果更优,抑制率达到70％以上.%The gravity disturbance is one of the main error sources of marine high-precision inertial navigation system,which is consisted of two parts:vertical deviation and gravity anomalies.The propagation characteristics of gravity disturbance in the navigation system are deduced based on the SINS error model,and the simulation results show that the vertical deviation will cause much larger Schular oscillation error than the gravity anomalies which can be ignored.Since the system error caused by the vertical deviation can be equivalent to the one caused by the bias of the accelerometer,a constant velocity error feedback network and a phase advance series damping network are introduced to suppress the gravity disturbance's influence by an autonomous method.The error transfer equation of gravity anomaly in horizontal damping circuit is deduced,and the corresponding filter design is achieved.Based on these,the sea experiments are carried out,which show that the introduced horizontaldamping networks can significantly damp out the Schular oscillation errors caused by the gravity disturbance,in which the phase-advance series damping network has an even better inhibitory effect,whose inhibition rate is up to more than 70％.【期刊名称】《中国惯性技术学报》【年(卷),期】2017(025)002【总页数】5页(P141-145)【关键词】重力扰动;垂线偏差;水平阻尼;高精度惯性导航系统【作者】翁海娜;李鹏飞;高峰;胡小毛;张宇飞【作者单位】天津航海仪器研究所,天津300131;天津航海仪器研究所,天津300131;天津航海仪器研究所,天津300131;天津航海仪器研究所,天津300131;天津航海仪器研究所,天津300131【正文语种】中文【中图分类】U666.1在导航解算过程中，加速度计无法区分运动加速度和重力加速度。

惯性导航重力补偿方法

惯性导航重力补偿方法惯性导航是一种基于惯性传感器（如陀螺仪和加速度计）的导航技术，能够在没有外部导航信号（如GPS）的情况下对飞行器、船舶或车辆进行定位和导航。

然而，惯性导航系统存在误差累积的问题，主要是由于传感器固有的漂移和噪声引起的。

为了解决这个问题，研究人员提出了一系列的重力补偿方法，以减小惯性导航系统的误差。

重力补偿方法的基本原理是利用传感器测量到的重力信息来校正惯性传感器的输出，从而提高导航系统的精度。

以下将介绍一些常见的重力补偿方法。

1.粗略重力模型法：这种方法的基本思想是利用地球的重力模型来估计真实的重力矢量，并将其与传感器测量到的重力矢量进行比较。

通过减去估计值和测量值之间的误差，可以补偿惯性导航系统的误差。

然而，由于地球重力模型的不完备性，这种方法的精度有限。

2.基于加速度计的重力补偿法：加速度计可以测量到重力加速度。

通过将加速度计的测量值与重力加速度进行比较，可以确定出传感器的误差，并进行相应的补偿。

例如，使用陀螺仪和加速度计组成的姿态解算器可以通过比较测量到的加速度和预测的重力加速度来纠正姿态估计误差，从而提高导航精度。

3.长时间定标法：长时间定标法是一种在线校准方法，其基本思想是通过记录和分析长时间的运动数据来估计传感器的误差，并对其进行校正。

例如，在飞行过程中，可以使用传感器测量到的飞机加速度信息和预测的飞机加速度进行比较，从而估计出传感器的漂移误差，并进行补偿。

4.利用陀螺仪测量的姿态信息：陀螺仪可以测量到飞行器或车辆的角速度信息。

通过将角速度积分得到姿态信息，并将其与预测的姿态信息进行比较，可以估计出传感器的漂移误差，并进行补偿。

例如，通过结合陀螺仪和加速度计的数据，可以利用卡尔曼滤波算法对姿态信息进行估计和校正。

综上所述，惯性导航重力补偿方法可以提高导航系统的精度，减小误差累积。

不同的方法适用于不同的场景和需求，研究人员可以根据具体情况选择合适的重力补偿方法。

未来，随着传感器技术的发展和算法的改进，惯性导航系统的精度将得到进一步提高。

imu 去除重力分量算法-概述说明以及解释

imu 去除重力分量算法-概述说明以及解释1.引言文章1.1 概述部分的内容：引言部分将介绍imu去除重力分量算法的背景和重要性。

随着惯性测量单元（IMU）技术的飞速发展，其在导航和定位领域的应用日益广泛。

然而，IMU在实际应用中常常受到重力分量的影响，导致导航和定位结果出现偏差。

因此，去除重力分量的算法成为了当前研究的热点之一。

本文将介绍IMU技术的基础知识，探讨重力分量对导航的影响，并深入分析目前常用的去除重力分量算法，旨在为相关领域的研究人员提供参考和借鉴。

1.2 文章结构文章结构部分的内容:本文主要分为引言、正文和结论三部分。

在引言部分中，将会对imu 去除重力分量算法进行概述，介绍文章的结构和目的。

在正文部分，将首先对imu技术进行简要介绍，然后探讨重力分量对导航的影响，最后详细讨论imu去除重力分量算法。

在结论部分，将对本文进行总结，并展望算法在导航领域的应用前景，同时对未来研究方向进行展望。

通过这样的结构安排，可以使读者对imu去除重力分量算法有一个清晰的了解，并了解其在导航领域的潜在价值和未来发展方向。

1.3 目的目的本文的目的是探讨imu去除重力分量算法在导航系统中的应用。

重力分量对导航系统的影响是不可忽视的，因此需要找到一种有效的方法来去除重力分量，以提高导航系统的精度和稳定性。

通过研究imu去除重力分量算法的原理和实现方法，可以为相关领域的研究人员和工程师提供参考，同时也可以为未来的算法改进和导航系统的性能优化提供思路和方法。

这篇文章的目的是全面分析imu去除重力分量算法，为相关研究和应用提供理论支持和技术指导。

2.正文2.1 imu技术简介惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，简称IMU）是一种集成了各种惯性传感器的装置，包括加速度计、陀螺仪和磁力计。

这些传感器通过测量物体的加速度、角速度和磁场来获取物体在空间中的姿态和运动状态。

加速度计用于测量物体的加速度，可以帮助确定物体的运动状态和速度变化。

重力匹配导航系统可靠性研究

维普资讯
第２卷第１期
２００７年２月
中
国
舰
船
研
究
Ｖ０．．１２Ｎｏ１
ＣｉｅｅＪｕｎｌｏｈｐＲｅｅｒｈｈｎｓｏｒａｆＳｉｓａｃ
Ｆｂ０７ｅ．２０
重力匹配导航系统可靠性研究
第二类错误是可以接受的，是第一类错误会造但
．
， ∑ （Ｇ）Ｊ一Ｇ一
ｔ１
（）１
式中，重力仪实测重力异常值，图示重Ｇ为Ｇ为
力异常值，ｍ为采样次数。按式所示之均方差的最小的准则计算并得出最优路径。
１
＝
正确，是否可用，即可信度分析。在判断的过程中
通常会产生两类错误：类是将错误的匹配位一置判断为正确的；一类是将正确的匹配位置判另
ｍ
断为错误的。对于系统校正和高精度导航来说，
３导航的实施步骤
首先，根据陀螺和加速度计提供的数据，算解出潜艇的当前粗略位置，同时，照数字重力对
图找到相应的重力异常区域。其次，将重力仪实测的重力异常值与重力异
意。由于重力的测量无需接收外部信息或向外部辐射信息，因此，证了潜艇导航的隐蔽性和保
自主性，严格意义上的无源导航。重力异常匹是配定位一个重要的问题就是判断匹配的结果是否

《2024年捷联惯性导航系统关键技术研究》范文

《捷联惯性导航系统关键技术研究》篇一一、引言捷联惯性导航系统（SINS）是一种基于惯性测量单元（IMU）的导航技术，其通过测量物体的加速度和角速度信息，结合数字积分算法，实现对物体运动状态的精确估计和导航。

SINS具有高精度、抗干扰能力强、无需外部辅助等优点，在军事、航空、航天、航海等领域具有广泛的应用前景。

本文将重点研究捷联惯性导航系统的关键技术，包括传感器技术、算法技术以及系统集成技术。

二、传感器技术研究1. 陀螺仪技术陀螺仪是SINS的核心部件之一，其性能直接影响到整个系统的精度和稳定性。

目前，常用的陀螺仪包括机械陀螺、光学陀螺和微机电系统（MEMS）陀螺等。

其中，MEMS陀螺因其体积小、重量轻、成本低等优点，在SINS中得到了广泛应用。

然而，MEMS陀螺的精度和稳定性仍需进一步提高。

因此，研究高性能的MEMS陀螺制造技术和材料，以及优化其工作原理和结构，是提高SINS性能的关键。

2. 加速度计技术加速度计是SINS的另一个重要传感器，其测量精度和稳定性对SINS的导航性能有着重要影响。

目前，常用的加速度计包括压阻式、电容式和压电式等。

为了提高加速度计的测量精度和稳定性，需要研究新型的加速度计制造技术和材料，以及优化其电路设计和信号处理算法。

三、算法技术研究1. 姿态解算算法姿态解算算法是SINS的核心算法之一，其目的是通过陀螺仪和加速度计的测量数据，计算出物体的姿态信息。

目前常用的姿态解算算法包括欧拉角法、四元数法和卡尔曼滤波法等。

为了提高算法的精度和实时性，需要研究新型的姿态解算算法，如基于机器学习的姿态解算方法等。

2. 误差补偿算法由于传感器自身的误差和外部环境的影响，SINS在运行过程中会产生误差。

为了减小误差对系统性能的影响，需要研究误差补偿算法。

目前常用的误差补偿算法包括基于模型的方法和基于数据的自适应补偿方法等。

研究新型的误差补偿算法和技术手段是提高SINS性能的重要方向。

四、系统集成技术研究1. 数据融合技术数据融合技术是将来自不同传感器的数据信息融合起来，以提高导航系统的整体性能。

矿产

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。