导航系统误差分析与补偿方法

📚 共计 30 章节
第1章
导航系统误差概述
误差来源分类:器件、安装、初始对准、算法、环境干扰;误差传播基本概念
基础分类
第2章
惯性测量单元(IMU)误差模型
陀螺仪误差模型(常值漂移、角度随机游走、速率斜坡、标度因数、安装误差)
加速度计误差模型(零偏、标度因数、安装误差)
IMU建模
第3章
随机误差建模与辨识
Allan方差分析法原理、曲线解读;随机噪声项提取(量化噪声、角度随机游走、零偏不稳定性、速率随机游走、速率斜坡)
Allan辨识
第4章
确定性误差标定方法
六位置法标定加速度计,速率法标定陀螺仪,多位置法联合标定,转台标定流程与数据处理
标定转台
第5章
温度误差建模与补偿
温度对IMU性能影响机理,补偿模型(多项式拟合、神经网络),实验设计与验证
温度补偿
第6章
安装误差分析与补偿
IMU与载体坐标系安装偏差角,安装误差矩阵建模,基于多矢量观测的标定
安装矩阵
第7章
初始对准误差分析
粗对准(解析法、惯性系法),精对准(罗经法、卡尔曼滤波法),对准误差对导航精度影响
对准卡尔曼
第8章
捷联惯导系统(SINS)误差方程
姿态误差方程(Phi角、Psi角),速度误差方程,位置误差方程,误差传播特性分析
SINS方程
第9章
惯性导航系统误差传播特性
静基座误差传播(舒勒、傅科、地球振荡),动基座误差传播特性
传播振荡
第10章
组合导航系统概述
组合导航基本原理,常用模式(松、紧、深组合),系统架构设计
组合架构
第11章
卡尔曼滤波基础
离散卡尔曼滤波(状态预测、量测更新),五个核心公式,Q/R阵设计
卡尔曼基础
第12章
扩展卡尔曼滤波(EKF)在导航中的应用
非线性系统线性化,EKF算法流程,SINS/GPS组合导航实例
EKF非线性
第13章
无迹卡尔曼滤波(UKF)在导航中的应用
UT变换原理,UKF算法流程,与EKF性能对比分析
UKFUT
第14章
粒子滤波(PF)在导航中的应用
序贯重要性采样,重采样技术,非线性非高斯系统应用
粒子滤波非高斯
第15章
SINS/GPS松组合导航系统
位置速度组合模式,伪距/伪距率组合,滤波器设计,实测数据分析
松组合GPS
第16章
SINS/GPS紧组合导航系统
伪距/伪距率紧组合模型,钟差/钟漂估计,紧组合与松组合对比
紧组合钟差
第17章
SINS/GPS深组合导航系统
矢量跟踪环路原理,深组合架构设计,高动态环境优势
深组合矢量跟踪
第18章
多传感器融合导航
SINS/GPS/磁力计/气压计融合,联邦卡尔曼滤波,信息分配因子设计
融合联邦
第19章
零速修正(ZUPT)技术
零速检测算法(加速度方差、角速度能量),ZUPT卡尔曼滤波器,步行导航应用
ZUPT步行
第20章
航向误差补偿方法
磁力计补偿(硬铁、软铁校正),陀螺罗经航向保持,航向漂移抑制
航向磁力计
第21章
重力异常对导航的影响
重力场模型(EGM2008),重力异常引起的导航误差,重力补偿方法
重力EGM
第22章
杆臂效应误差补偿
杆臂效应原理,杆臂长度标定,杆臂效应补偿算法
杆臂标定
第23章
时间同步误差分析与补偿
多传感器时间同步问题,时间戳对齐方法,时间延迟补偿算法
同步延迟
第24章
高动态环境下的误差补偿
高动态对IMU影响,圆锥误差与划船误差,圆锥补偿算法(二子样、三子样),划船补偿
高动态圆锥
第25章
非线性误差补偿方法
神经网络IMU误差建模,支持向量机补偿,深度学习在导航误差补偿中的应用
神经网络SVM
第26章
自适应滤波在导航中的应用
自适应卡尔曼滤波(Sage-Husa),强跟踪滤波,多模型自适应估计
自适应强跟踪
第27章
故障检测与隔离(FDI)技术
残差卡方检验法,故障检测阈值设计,故障隔离与系统重构
FDI卡方
第28章
导航系统性能评估方法
精度评估指标(CEP、RMS、DRMS),蒙特卡洛仿真,实测数据评估流程
评估CEP
第29章
导航误差补偿工程实践
IMU标定流程规范,组合导航系统调试步骤,误差补偿效果验证方法
工程实践
第30章
导航系统误差分析与补偿发展趋势
全源导航与即插即用,基于AI的智能误差补偿,芯片级自主导航技术
趋势AI