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公开(公告)号：CN103900581B
公开(公告)日：2017-01-18
申请号：CN201410136166.6
申请日：2014-04-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/28
Abstract: 本发明提供的是一种基于增广拉格朗日条件的MIMU与GPS组合行人导航法。行人导航系统配有一个射频信号接收机和两个MIMU，射频信号接收机固定在行人的肩膀上，两个MIMU分别固定在一只脚的脚尖和脚跟上，实时采集系统数据；分别对两个MIMU进行导航解算得到惯导行人位置、速度、姿态信息，同时利用射频信号进行定位，得到接收机行人位置信息；分别对两个MIMU进行零速校正；构造一个非线性等式约束方程和一个非线性不等式约束方程；将约束方程与卡尔曼滤波相结合，利用增广拉格朗日方程对系统的状态变量进行校正，摆脱微弱信号下射频信号定位精度不够的问题。在恶劣的封闭室内导航环境下，采用本发明可以充分增加微弱射频信号的可利用性。
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公开(公告)号：CN103900565B
公开(公告)日：2016-11-23
申请号：CN201410076441.X
申请日：2014-03-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/16
Abstract: 本发明提供的是一种基于差分GPS的惯导系统姿态获取方法。由DGPS测量载体加速度，经低通滤波得到加速度测量值；根据惯导系统解算方程，在已知比力信息和载体加速度的情况下，得到地理系表示的重力矢量利用DGPS提供的经纬度信息以及初始经度信息，确定地理系到惯性系的转换矩阵，将地理系表示的重力矢量转换到惯性系，得到惯性系重力矢量；利用惯性空间的重力矢量求解重力矢量漂移角度和纬度；经过两次坐标转换，得到转换矩阵在惯导系统中，利用陀螺仪采集角速率信号计算旋转矢量，更新四元数，通过四元数实现的更新；根据和确定系统的姿态转换矩阵，得到载体的航向和姿态角，从而确保姿态信息的精度满足舰船导航的需求。
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公开(公告)号：CN103822633A
公开(公告)日：2014-05-28
申请号：CN201410047878.0
申请日：2014-02-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/20
CPC classification number: G01C21/20
Abstract: 本发明提供的是一种基于二阶量测更新的低成本姿态估计方法。本发明通过对三轴微机械陀螺、三轴微机械加速度计和三轴磁强计的输出数据，进行滤波处理得到载体的姿态信息。针对在室内或磁干扰较强场所，磁强计输出会使横摇和纵摇误差变大，传统方法难以解决的问题。本方法在滤波的量测更新阶段，创新性地采用二阶量测更新，即先进行加速度计量测更新再进行磁强计量测更新。以此修正标准量测更新算法从而使磁强计更新只影响方位角。利用本方法可以使用低成本的微惯性测量单元和磁强计进行姿态估计，并且估计精度高、实时性好、适应强磁干扰环境。本方法适用于车辆、无人机和船舰等载体的姿态估计。
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公开(公告)号：CN103791903A
公开(公告)日：2014-05-14
申请号：CN201410047864.9
申请日：2014-02-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
CPC classification number: G01C21/02 , G01C21/203
Abstract: 本发明提供的是一种针对船舶长航大机动性的星敏感器动态补偿方法。（1）采集T1时刻组合导航系统姿态四元数q1；（2）漂移补偿后的陀螺提供船舶当前时刻角速度ω；（3）根据角速度求解在T2-T1时间段内的转角、δq；（4）根据步骤（1）、（3）信息预测T2时刻星敏感器的姿态四元数；（5）根据预测姿态，解算T2时刻星敏感器光轴指向(A，D)、星敏感器的滚动角θ、以及预报的星像坐标(x'，y')，解算得到星敏感器的实际输出q2c；（6）利用卡尔曼滤波将T2时刻陀螺解算姿态qgyo与q2c进行数据融合，得到组合导航的姿态输出q2并对陀螺误差进行校正。本方法提高了星敏感器的工作效率，满足舰船实时摇摆对高输出频率的要求，适合舰船长时间航向。
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公开(公告)号：CN103776446B
公开(公告)日：2017-01-04
申请号：CN201310520233.X
申请日：2013-10-29
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/16
Abstract: 本发明公开了一种基于双MEMS-IMU的行人自主导航解算算法，将两个IMU系统同时固联于行人导航系统使用者的两只脚上，双系统分别进行捷联惯导解算算法和基于卡尔曼滤波的零速修正算法，再融合两只脚的定位信息，当双脚解算距离超过两脚间最大步长γ时，采用状态约束卡尔曼滤波算法对两个IMU的导航结果进行不等式约束，将模糊的人体生理特性问题转化为严格的数学问题，从而得到导航结果的最优估计，实现了更高精度的行人导航定位功能。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN103743395B
公开(公告)日：2016-09-14
申请号：CN201410022467.6
申请日：2014-01-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01C21/00
Abstract: 本发明公开了一种惯性重力匹配组合导航系统中时间延迟的补偿方法，包括以下几个步骤，步骤一，采集惯性导航系统输出的纬度经度λ、航向ψ和速度V及重力仪测得的重力信号；步骤二，计算重力信号的厄特弗斯校正值，并对厄特弗斯校正值进行滤波处理；步骤三，确定重力信号的延迟时间；步骤四，利用基于重力等值线的匹配算法，获取重力信号相应时刻的载体位置；步骤五，建立卡尔曼滤波器模型；步骤六，将载体位置的经度和纬度作为观测量，利用卡尔曼滤波实时估计重力信号对应时间点的惯性导航系统误差，对惯导系统进行校正；步骤七，进行卡尔曼滤波多步预测出当前时刻的状态向量，完成时间延迟补偿。本发明具有补偿重力信号时间延迟、高导航精度的优点。
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公开(公告)号：CN103969671B
公开(公告)日：2016-05-04
申请号：CN201410195891.0
申请日：2014-05-09
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于惯性导航系统和卫星导航系技术领域，具体涉及一种在SINS/卫星导航系统重力测量中基于非线性跟踪微分器的杆臂误差解算方法。本发明包括：得到在载体坐标系下的比力；得到地理系相对地球系的速度矢量；得到地理坐标系到惯性系角速度；得载体在导航解算后的载体相对于地理坐标系的角速度；得到两系统在载体系中的杆臂距离；得到在地理系下的表达式以及与角速度的关系；得到斜对称矩阵的微分值；解算出杆臂误差值。本发明避免了传统的杆臂误差直接处理引入噪声和精度不理想问题，本发明中构造的非线性微分跟踪器时，只需适当调整参数，构造合理的非线性函数就可以得到高品质的跟踪微分器，得到较高精度的输出结果。
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公开(公告)号：CN103968839A
公开(公告)日：2014-08-06
申请号：CN201410216172.2
申请日：2014-05-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
CPC classification number: G01C21/165 , G01C21/20
Abstract: 本发明涉及一种基于蜂群算法改进CKF的单点重力匹配方法，获取状态量初值X0和协方差阵初值P0；采用CKF方法进行时间更新，得到状态一步预测值和一步预测协方差阵根据惯性导航系统输出的载体经度λk和纬度在重力基准图中得到对应的重力强度Fk；根据重力强度Fk和多普勒输出的载体速度Vk，采用人工蜂群算法在惯性导航系统指示位置进行迭代搜索，得到经度和纬度的最优估计值λk′和根据经度和纬度的最优估计值λk′和采用CKF方法进行量测更新，状态估计协方差值Pk，状态向量的最优估计值
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公开(公告)号：CN103901459A
公开(公告)日：2014-07-02
申请号：CN201410083232.8
申请日：2014-03-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
CPC classification number: G01S19/47 , G01C21/165 , G01C21/20
Abstract: 本发明提供了一种MEMS/GPS组合导航系统中量测滞后的滤波方法。采集MEMS三轴陀螺信号和加速度计信号，GPS输出的位置和速度信息；选取MEMS/GPS组合导航系统Kalman滤波器的状态变量；用Bernoulli分布序列γk来判断量测数据在某个时刻是否发生滞后；计算量测数据延迟时间段内滤波信息的修正量；利用双通道滤波方案解决量测滞后情况下的滤波增益KK不匹配问题；最后对MEMS/GPS组合导航系统中量测滞后进行补偿。本发明根据量测数据的延迟情况分别建立相应的量测方程，计算滤波修正量并对系统进行补偿。本发明能够有效地提高MEMS/GPS组合导航系统的精度，避免了量测数据发生延迟时可能导致系统误差发散的问题，具有较强的现实应用意义。
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公开(公告)号：CN103900614A
公开(公告)日：2014-07-02
申请号：CN201410131245.8
申请日：2014-03-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
CPC classification number: G01C25/005 , G01C21/20
Abstract: 本发明属于惯性导航领域，尤其涉及一种九加速度计无陀螺惯导系统的重力补偿方法。本发明包括：采集无陀螺惯导系统9个加速度计的输出信号；根据GPS输出，获取当地纬度；计算当地的绝对重力值；将系统安装在静基座上，使其处于静止状态，加速度计只能敏感重力，记录此时的加速度计输出，并根据系统的线速度方程，计算重力对系统的初始误差转换矩阵；计算系统的角速度；计算重力补偿值；对系统进行重力补偿。本发明提出一种新的重力估计方法，在导航中进行重力补偿，可有效的消除重力对加速度计测量结果的影响，并且计算简单，不会对系统计算造成压力，可对系统进行实时的重力补偿。
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