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公开(公告)号：CN112629538B
公开(公告)日：2023-02-14
申请号：CN202011462399.7
申请日：2020-12-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于舰船导航制导与控制技术领域，具体涉及一种基于融合互补滤波和卡尔曼滤波的舰船水平姿态测量方法。本发明利用实时采集的微机电惯性测量单元陀螺仪输出信号和加速度计输出信号进行捷联惯性导航解算，综合利用各传感器的优点，实现了系统高精度的水平姿态测量。本发明通过卡尔曼滤波后的导航参数对机动状态下载体的线加速度和哥氏加速度进行补偿，并采用互补滤波补偿陀螺积分误差，使水平姿态保持较高精度输出，即使系统存在运动线加速度时，依然保证互补滤波的效果以及失准角的最优计算，有效的提高了系统姿态测量精度，具有一定的工程应用价值。
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公开(公告)号：CN112945274B
公开(公告)日：2022-11-18
申请号：CN202110161311.6
申请日：2021-02-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明公开了一种舰船捷联惯导系统航行间粗对准方法，通过四元数更新法计算载体系随时间变化的姿态矩阵列写捷联惯导比力方程，两边同时左乘捷联矩阵后，两边再同时求两重积分；根据GPS实时获取的舰船位置信息，计算上式中各参数值；利用捷联惯导系统比力方程和已求得的参数，分别列写两个时间段内的比力方程，根据链式乘法准则，得出和的关系，利用双矢量定姿求出捷联矩阵本发明方法利用二重积分求取各个参数，误差更小，操作更简单、造价成本更低，更具有普适性。
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公开(公告)号：CN110763188A
公开(公告)日：2020-02-07
申请号：CN201910976972.7
申请日：2019-10-15
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C5/00
Abstract: 本发明涉及一种适用于捷联惯导系统的带杆臂补偿的升沉测量方法，所述方法包括如下步骤：给定初始导航参数t＝0时刻：捷联惯导系统初始对准得到初始纵摇姿态角θ(0)、初始横摇姿态角γ(0)、初始艏摇角ψ(0)、主航向角ζ(0)；系统设置采样周期h，实时采集三个轴上陀螺和加速度计的输出信号；递推测量tk时刻载体坐标系b与半固定坐标系s的关系矩阵；利用方向余弦矩阵 和加速度计的输出计算得到捷联惯导系统安装点处的升沉加速度；利用陀螺的输出和捷联惯导系统安装点与舰船重力中心点之间的杆臂误差在载体坐标系的投影得到重力中心处的升沉加速度；升沉滤波器F(k)对重力中心处的升沉加速度进行滤波处理。本发明实现了捷联惯导系统带杆臂补偿的的升沉测量，提高了船舶的可操作性。
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公开(公告)号：CN110296701A
公开(公告)日：2019-10-01
申请号：CN201910612635.X
申请日：2019-07-09
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种惯性与卫星组合导航系统渐变型故障回溯容错方法。进行惯导系统初始对准；采集并滑动存储传感器数据；利用状态卡方和残差卡方混合检测方法对卫星导航位置信息进行渐变型故障检测和辨识，当卫星导航无故障时，切入惯性/卫星组合导航模式，对卫星导航输出信息进行融合；当卫星导航处于渐变型故障时，进行惯导回溯算法和卡尔曼回溯算法，得未融合第k-1时刻卫星渐变型故障信息的姿态矩阵、速度和位置；回溯到卫星导航故障点，进行纯惯导追溯解算，递推到第k采样时刻，输出隔离卫星历史故障信息后的姿态、速度和位置信息。本发明能够有效判断卫星导航渐变型故障，并进行惯导和卡尔曼回溯算法对故障进行容错处理，避免历史故障信息污染。
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公开(公告)号：CN110196050A
公开(公告)日：2019-09-03
申请号：CN201910455262.X
申请日：2019-05-29
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种捷联惯导系统垂向高度和速度测量方法。充分预热惯性测量单元，连续采集加速度计和陀螺仪的输出；利用陀螺和加速度计的输出数据完成捷联惯导系统的初始对准，获得初始捷联姿态矩阵；计算比力在垂向通道的投影分量；捷联惯性导航系统进行惯性解算，获得东向速度、北向速度和纬度信息；启动深度计开始工作，提供垂向外部参考高度，在捷联惯性导航系统的垂向通道中加入阻尼网络，设置阻尼参数，测量阻尼后的垂向高度和垂向速度。本发明提供的垂向高度和垂向速度测量方法，可完成对捷联惯性导航系统垂向高度和垂向速度的高精度测量，能实现捷联惯性导航系统在垂向的精确导航定位，且能使系统保持较好的动态性，适合于工程应用。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110031882A
公开(公告)日：2019-07-19
申请号：CN201810869547.3
申请日：2018-08-02
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S19/52
Abstract: 本发明涉及组合导航系统领域，具体涉及一种基于SINS/DVL组合导航系统的外量测信息补偿方法。根据全球定位GPS系统得到载体初始时刻位置信息，导入导航计算机中，进行光纤陀螺捷联惯导SINS系统预热，根据光纤陀螺仪和石英加速度计得到载体姿态角，进行初始对准并建立初始捷联矩阵，根据惯性组件IMU得到载体的角运动和线运动信息，进行导航解算，得到捷联矩阵 建立卡尔曼滤波模型，修正得到经卡尔曼滤波模型修正后捷联矩阵 根据DVL测速的SINS/DVL量测方程，将步骤四所述的经卡尔曼滤波模型修正后捷联矩阵 补偿到DVL测速。本发明能够在载体航行过程中通过估算载体的姿态，并将其补偿给DVL测速误差,来抑制DVL测速误差，提高DVL测速精度，且方法简单，易操作。
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公开(公告)号：CN103940446B
公开(公告)日：2017-01-04
申请号：CN201410143315.1
申请日：2014-04-10
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明的目的在于提供一种基于横坐标系的极区航行船舶捷联惯性导航系统重调方法，在tn时刻，获得横经度位置误差和横纬度位置误差，并依此对系统位置误差进行重调，获得经纬度位置误差和航向误差与tn时刻平台漂移角之间的关系；在tn+1时刻再次观测，获取第二点的横经度位置误差和横纬度位置误差，并对系统位置误差再次进行重调，得到tn+1时刻位置航向误差与陀螺漂移之间的关系；在tn+2时刻第三次观测，获得第三点的横经度位置误差和横纬度位置误差，得到tn+2时刻位置航向误差与陀螺漂移之间的关系；计算得到tn+2时刻陀螺漂移和航向误差值，并将它们补偿到系统中，完成系统重调。本发明可有效解除传统综合校正方法中对舰船速度和航行方式的限制。
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公开(公告)号：CN103454662A
公开(公告)日：2013-12-18
申请号：CN201310396375.X
申请日：2013-09-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S19/48
Abstract: 本发明公开了一种基于CKF的SINS/北斗/DVL组合对准方法。首先对SINS/北斗/DVL组合导航系统的状态方程进行非线性建模，建立量测方程时采用将多传感器量测信息拆分成类似单量测信息的方法，即将量测方程分为两组：一组为SINS/北斗滤波器量测方程，另一组为SINS/DVL滤波器量测方程，再在相应时刻分别对其进行滤波和判断，在融合中心进行数据融合。本发明可以增强SINS/北斗/DVL组合导航系统中北斗和DVL异步时的多传感器信息的利用率，大幅提高系统状态变量的估计精度，从而提高组合系统对准精度。
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公开(公告)号：CN103323004A
公开(公告)日：2013-09-25
申请号：CN201310220931.8
申请日：2013-06-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/16
Abstract: 本发明属于惯性导航系统极区导航技术领域，具体涉及一种惯性导航系统利用正常模式下输出的经纬度信息测量横地心纬度的方法，实现惯性导航系统由正常模式到极区模式的转换的横地心纬度测量方法。本发明首先根据惯性导航系统正常模式输出的位置数据得到船舶所在位置的经度和地理纬度；根据船舶所在位置的地理纬度，确定地心纬度测量值；根据惯性导航系统输出的船舶经度、地心纬度确定横地心纬度测量值。该方法避免了通常将惯性导航系统输出的纬度信息近似为地心纬度的所造成的误差，提高了横地心纬度的测量精度，从而减小惯性导航系统模式转换的误差。本发明测量方法简单方便，有利于实际应用。
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