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斜装冗余传感器的分布式导航系统研究
  • ISSN号:1000-1328
  • 期刊名称:宇航学报
  • 时间:2015.2.28
  • 页码:173-178
  • 分类:V249.32[航空宇航科学与技术—飞行器设计;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]南京航空航天大学自动化学院,南京210016, [2]南京航空航天大学航天学院,南京210016
  • 相关基金:国家自然科学基金(61203188); 江苏省自然科学基金(BK2011729); 中国博士后科学基金(2013M541662); 中央高校基本科研业务专项资金(NS2013092,NS2015087)
  • 相关项目:基于磁辅助惯性动态网络的航天器分布式导航系统关键技术
中文摘要:

为了满足低成本、高性能惯性导航要求,解决传统单一主惯导系统的成本高、体积大等问题,利用低成本MEMS惯性传感器,采用传感器斜装冗余配置,在最优卡尔曼滤波的基础上提出了一种基于虚拟传感器的最优信息融合技术,简化了测量系统的动态模型,减小计算的同时提高了测量精度。将斜装冗余惯性测量节点安装在载体的不同位置构成基于斜装冗余传感器的分布式导航系统,分析了分布式结构,利用基于虚拟传感器的等效模型,设计了分布式导航系统的测量融合系统。通过仿真试验,校验了基于虚拟传感器的最优信息融合有效地提高了测量精度,基于斜装冗余传感器的分布式导航具有较高的导航精度,同时证明此方法具有一定的抗干扰能力,能够抑制载体局部随机扰动对导航性能的影响。

英文摘要:

In order to meet the requirement of inertial navigation system (INS) for low cost and high performance and solve problems of high cost and large volume of the traditional single master INS, low cost MEMS inertial sensors are installed in skew redundant configuration. Based on the Kalman filter, a new optimal data fusion approach based on virtual sensors is proposed, thus the dynamic model of measurement system is simplified, the computational effort is reduced, and the measurement accuracy is improved. The distributed navigation system based on skew redundant sensors is designed by installing multiple skew redundant inertial measurement unit (SRIMU) nodes in different parts of the carrier. With analysis on the sensor network architecture, the measurement fusion of the distribution navigation system is designed by using the equivalent model based on virtual sensors. The simulation results verify that the optimal data fusion based on virtual sensors improves the measurement accuracy and that the distributed navigation system provides the high accuracy navigation information and suppresses the impact of carrier' s local stochastic perturbation on navigation performance.

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期刊信息
  • 《宇航学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国宇航学会
  • 主编:杜善义
  • 地址:北京市海淀区阜成路8号主楼306
  • 邮编:100048
  • 邮箱:yhxb@vip.163.com
  • 电话:010-68768614 68767316
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1328
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2053/V
  • 邮发代号:2-167
  • 获奖情况:
  • 2006、2011年百种中国杰出学术期刊,2007年中国科协精品科技期刊工程,2006-2008年中国科技期刊优秀学术论文奖,2011年《中国精品科技期刊》称号
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17670