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教育

分类: 公开

假设导航坐标系为“东E/N/U”、载体坐标系为“右x/y/z”,常用的飞机姿态角转动顺序表示为方位-俯仰-横滚。众所周知,在俯仰接近+-90°时,会出现奇异(方位和横滚无法分开),有文献采用双欧拉角表示(可参考“

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教育

分类: 公开

    通常,双位置对准容易估计出等效水平陀螺零漂和加速度计偏值,提高初始对准精度。以速度为Kalman滤波量测是有效的(12维,[phiE,phiN,phiU, dvE,dvN,dvU, ebx,eby,ebz, dbx,dby,dbz]');以比力为量测,5维状态是无效的([phiE, phiN, phiU, eby, ebz]'),而9维状态是有效的([phiE,phiN,phiU, ebx,eby,ebz, dbx,dby,dbz]'),对比结果和程序附后。【虽然惯导在静止(单位置)情况下使用5维状态+比力量测也可实现初始对准。】

(1)速度量测对准误差(180°转位之后失准角变小)


(2)比力量测对准误差(5维状态,180°转位之后失准角反而变差)

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教育

Matlab主函数如下(子函数调用请参考PSINS工具箱):


function err = sreval_r(errs, t, vel_dyaw)
% Short-range INS error evaluation.
%
% Prototype: err = sreval_r(errs, t, vel_dyaw)
% Inputs: errs - error source [gyro_drift(deg/h), acc_bias(mg), misalign_ang(deg), init_vel_error(m/s), init_pos_err(m)]
        t - INS flight time duration
        vel_dyaw - INS average velocity and init_yaw_error [vel(m/s), dyaw(deg)]
% Output: err - short-range INS error
%
% Example:
   err = sreval_r([10, 1, 0.2, 0.3, 10], 60, [100, 1]);
%
% See also  N/A.
% Copyright(c) 2009-2017, by Gongmin Yan, All rights reserved.
% Northwestern Polytechnical University, Xi An, P.R.China
% 01/06/2017
global glv
    errs(6) = 0;
    eb =
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教育

    以下四张图片摘自“吕振铎.卫星姿态测量与确定,国防工业出版社,2013.7”。
    实际上,Wahba算法只需要第一张图到红线处,再使用第四张图的所谓Markley奇异值分解算法即可;完全没必要用第二和第三张图片中的所谓QUEST算法。虽然奇异值算法与QUEST在代数上是完全等价的,但从QUEST推导过程中看出它即繁琐又费解,作为一个漂亮的工艺品尚可。很多人写论文爱摆出QUEST算法,感觉显得高大上,其实并不实用。

(1)

(2)
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教育

   平方根滤波主要为了提高方差阵的更新精度,因而下面主要给出方差阵的传递方法(Matlab程序),至于增益计算和状态更新比较容易,没有给出。
   相关公式参见我的讲义《捷联惯导算法与组合导航原理》,2016

function test_srkf
% Copyright(c) 2009-2016, by Gongmin Yan, All rights reserved.
% Northwestern Polytechnical University, Xi An, P.R.China
% 12/11/2016
    n = 5; m = 2; l = 2;
    [Phi, Tau, H, Q, R, P0] = rndmodel(n, m, l);
    % (1) 标准KF
    P10 = Phi*P0*Phi'+Tau*Q*Tau';
    P1 = P10 - P10*H'*(H*P10*H'+R)^-1*H*P10;
    % (2) 平方根KF
    sQ = mychol(Q); sR = mychol(R); Delta0 = mychol(P0);
    Delta1 = SRKF(Delta0, Phi, Tau, sQ, H, sR);  
    errSRKF = P1 - Delta1*Delta1',
    % (3)
(2016-10-05 16:11)
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教育

   秦老师《惯性导航》(第一版)P290给出的四元数范数定义是错误的,如下:

按矩阵论中的定义,范数应该开方才对,下面是维基百科(https://en.wikipedia.org/wiki/Quaternion)给出的正确的定义:


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   Aerospace blockset简介:(本段摘自百度文库) 中文意思:网络太空模块;航太模块组;航空航天模块,MATLAB中针对这些方面内容的模型库。Aerospace Blockset提供了大量的在Simulink环境中使用的航空航天模块,涵盖了航空航天飞行器设计中的主要应用模型。Aerospace Blockset将航空航天领域的通用的标准模块在Simulink环境进行了集成,使您能够方便地组合航空航天飞行器的系统结构。在此基础上能够进行完整的系统开发、测试工作,完成航空航天系统的概念设计。Aerospace Blockset通过RTW能够自动生成实时代码,开展半物理仿真研究。特点:提供航空航天飞行器推进系统、控制系统、动力学及作动器模块提供六自由度和三自由度模型库,可以进行固定质量或者变质量系统模型建模与仿真提供重力场、磁场、大气和风的标准环境模型利用各种转换模块方便实现坐标转换能够完成各物理量的单位制转换提供动画模块,直观显示三自由度和六自由度动画。

 

Matlab/simulink/Aerospace Blockset有一点关于惯性导航的,大家可参考一下,特别是陀螺加计仿真和误差建模,但没发现其导航更新解算功能。

陀螺误差模型设置:

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   在卡尔曼滤波组合导航中,如果量测噪声方差阵是严格对角矩阵,则可以改成序贯滤波的处理方式(理论上完全成立,但数值上由计算顺序不同可能会引起一些误差),省去矩阵求逆运算(即简化为标量除法运算,在C语言编程时特别方便),以下是Matlab流程示意:

function kf = kfupdatesq(kf, yk, measflag)
% KF sequential filtering for measurement update.
%
% See also  kfupdate.

% Copyright(c) 2009-2015, by Gongmin Yan, All rights reserved.
% Northwestern Polytechnical University, Xi An, P.R.China
% 22/02/2015
    if measflag~='M', error('kfupdatesq only used for KF measurement update!\n'); end
    Hk = kf.Hk; Rk = kf.Rk;
    for k=1:length(yk)
        kf.Hk = Hk(k,:); kf.Rk = Rk(k,k);
        kf = kfupdate(kf, yk(k), 'M');
    end
    kf.Hk = Hk; kf.Rk

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教育

  方舟子的新语丝中有关上层科研人士/大牛们斗嘴辩论的文章还是蛮多的,挺有意思,值得一看。文章中控制领域大佬们的名字还算是比较熟悉的,就像似发生在身边的事一样。要是讨论的是导航领域的,那就显得更亲近更有意思了。但是,国内用户访问该网站可能会被政府技术性屏蔽,以下仅列出其中一篇的全文,来自链接: http://www.xys.org/xys/ebooks/others/science/dajia10/gaohuijun11.txt
(注:将链接gaohuijun11中最后数字改为 1-13 都是同一组关于控制领域的问题) 
 控制界的一些观察和讨论
作者:圈内人2
   这几天在新语丝上读了一些关于控制理论研究的讨论,作为圈内人,有些话真的不得不说。
   80年代末90年代以来,控制理论在国内的研究的确热了起来,并且跟国际接轨了。以陈翰馥郭雷为代表的中科院系统所取得了一些成绩,在控制界两本最有名的杂志AUTOMATICA和IEEE Transactions On Automatic Control上发表了一些 全文(Regular paper),哈工大段广仁、东北大学杨光红、西交大管晓宏、浙大王庆国、上交大张仲俊及其学生、北航夏晓华、贾英民等都做出了很好的结果(这些结
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教育

分类: 公开
2004,捷联惯导算法及车载组合导航系统研究,硕士论文
P27,最后一行矩阵的第二行第二列元素应有负号,相应地后一页式(3.2-6)中第二行第二列元素也是负的。
P28,表3-2的航向中第三列两次gamma均应改为Psi。
P29,式(3.3-2c)中所有分母都应加上高度h。
P45,式(3.5-13a)等号后括号后缺t,t^3前负号应改为正号。相应地(3.5-15c)也应为正号。
P46,式(3.5-16a)中第三元素下标2E应为3E,式(3.5-16b)中第三元素下标2N应为3N,
  

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