平台惯导系统关键参数自标定技术研究

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文

目录

摘要............................................................................................................................I Abstract ........................................................................................................................ II 第1章绪论 (1)

1.1 课题的背景和意义 (1)

1.2 国内外研究现状 (2)

1.3 本论文研究的内容和章节安排 (5)

第2章四框架平台惯导系统及其误差模型 (7)

2.1 四框架惯性平台的组成及工作原理 (7)

2.1.1 四框架惯性平台的组成 (7)

2.1.2 惯性平台的工作原理 (8)

2.2 惯性平台的误差模型 (9)

2.2.3 坐标系的定义 (9)

2.2.4 加速度计的输出模型 (10)

2.2.5 平台惯导系统的漂移模型 (12)

2.3 本章小结 (14)

第3章加速度计安装误差角自标定技术研究 (15)

3.1 加速度计安装误差的标定模型 (15)

3.1.1 转台标定的基本方法 (15)

3.1.2 零偏和标度因数的逐次启动误差影响分析 (18)

3.2 标定方案设计及试验 (19)

3.2.3 十二位置标定方法 (20)

3.2.4 十二位置转台标定与自标定试验 (21)

3.3 标定误差分析 (23)

3.4 本章小结 (25)

第4章陀螺及加速度计关键参数的自标定 (26)

4.1 自标定项目的选取 (26)

4.2 六位置自标定方法 (26)

4.2.1 典型六位置方法 (26)

4.2.2 旋转变压器零位误差影响分析 (27)

4.2.3 改进六位置法的平台漂移方程 (29)

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文

4.2.5 加速度计输出方程 (35)

4.3 改进六位置自标定试验及标定结果 (35)

4.3.1 陀螺漂移的自标定结果 (35)

4.3.2 加速度计的自标定结果 (37)

4.4 改进六位置自标定误差分析 (38)

4.4.1 陀螺的自标定误差分析 (38)

4.4.2 加速度计的自标定误差分析 (39)

4.5 本章小结 (40)

结论 (41)

参考文献 (42)

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限 (45)

致谢 (46)

个人简历 (47)

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文

第1章绪论

1.1课题的背景和意义

惯性技术是天基、空基、海基和陆基机动装备导航定位、制导控制、稳瞄稳像、姿态测量和超载传感的核心技术,是唯一同时具有自主、实时、连续、隐蔽、不受干扰、不受环境限制的运动信息感知技术,是现代精确打击武器的核心信息源,是武器平台总体、精确制导、探测定位、信息感知、信息系统综合、高效打击等关键技术的重要组成部分[1][2][3][4]。

1949年和1950年,美国麻省理工学院仪表实验室和北美航空公司先后研制出其第一套系统,特别是北美航空公司研制的XN-1型平台式惯性导航系统,实现了比较完善的具有三轴陀螺平台的惯导系统方案,综合应用了自动控制、电子技术、精密机械工艺等学科的先进技术,使惯导系统进入一个迅速发展的阶段。平台惯导系统发展的前期,主要使用液浮陀螺和静电陀螺作为惯性器件[5]。1970年以后,低成本的动力调谐陀螺技术逐渐成熟并大量进入实际应用,由其组成的平台惯导系统在中精度应用的领域迅速取代液浮陀螺并占据统治地位,同时平台惯导系统也达到成熟的阶段。

目前,虽然美国的光学陀螺捷联惯性技术已经非常成熟,但在高精度应用领域,平台惯导系统仍然占据重要地位。“民兵I II”导弹采用陆基发射井发射,其制导、导航和控制(GNC)系统完成从发射到弹头命中期间的制导、导航和控制功能,同时具备地面测试功能,包括射前的自标定自对准、状态检测以及常规测试功能,GNC系统陀螺稳定平台(ISP)包含三个环架,每一个环架都包括一个马达和一个分解器以使台体转动。安装在台体上的是三个16PIGA-G型摆式积分陀螺加速度计、两个G6B4型动压空气轴承自由转子陀螺,以及一个精密的陀螺罗经,其作用是利用陀螺罗经效应来确定台体方位,导弹发射前的自标定、自对准利用多位置“转-停”方法。“和平卫士”导弹采用了浮球平台惯性制导系统,用精密加工的悬浮在液体上的球体来代替传统的环架平台结构,采用了诺格公司的TGG动压空气轴承陀螺和SFIR-J比力积分加速度计,陀螺、加速度计、信号传感器、力矩器以及相关电子线路都安装在直径约26cm的悬浮球体上,以此为高精密陀螺和加速度计提供优越的力学和温度环境。“三叉戟”Ⅱ导弹采用了MK6惯性/星光组合导航方式,其中,惯性平台采用四环结构,台体呈球形结构,由热等压铍材制成,有利于保证结构强度

综合指挥调度系统平台解决方案

综合指挥调度系统平台 解决方案

目录 1.概述 (1) 1.1建设背景 (1) 1.2行业现状 (2) 2.设计目标和原则 (3) 2.1设计目标 (3) 2.2设计原则 (3) 2.2.1先进性原则 (3) 2.2.2可靠性原则 (3) 2.2.3实用性原则 (4) 2.2.4安全性原则 (4) 2.2.5标准化原则 (4) 2.2.6兼容与扩展性原则 (5) 2.2.7易维护性原则 (5) 3.系统特点 (6) 3.1强大的系统集成能力 (6) 3.2多系统协同联动功能 (6) 3.3全新交互式设计 (6) 3.4层级组网和分权分域 (6) 3.5低功耗和无风扇设计 (7) 3.6兼容性和扩展性强 (7) 3.7易维护性 (7) 3.8高可靠性 (8) 4.系统总体设计 (9) 4.1系统拓扑图 (9) 4.2三级架构图 (10) 4.3系统逻辑图 (11) 5.系统接入 (12) 5.1语音接入 (12) 5.1.1各种语音通信系统互联互通 (12) 5.1.2语音中继备份 (12) 5.1.3集群对讲接入 (12) 5.1.4电话接入 (13) 5.1.5手机可视对讲接入 (13) 5.1.6单兵终端接入 (14) 5.1.7广播接入 (14) 5.1.8调音台接入 (14) 5.1.9卫星通信接入 (15) 5.2视频接入 (15)

5.4图形业务接入 (16) 5.5数据业务接入 (17) 6.业务功能 (18) 6.1通讯录管理模块 (18) 6.2语音调度模块 (18) 6.2.1查看用户信息 (19) 6.2.2单点呼叫 (19) 6.2.3组呼 (19) 6.2.4组呼通知 (19) 6.2.5选呼 (19) 6.2.6监听 (19) 6.2.7保持与取消保持 (20) 6.2.8强插 (20) 6.2.9强拆 (20) 6.2.10点名 (20) 6.2.11一键同振 (20) 6.2.12加入会场 (21) 6.3语音会议调度模块 (21) 6.3.1加入会场 (21) 6.3.2呼叫用户加入会场 (21) 6.3.3会场添加用户 (22) 6.3.4组呼加入会场 (22) 6.3.5选呼加入会场 (22) 6.3.6操作员单独加入会场 (22) 6.3.7会场视图切换 (22) 6.3.8踢出会场 (22) 6.3.9发言与禁言 (23) 6.3.10管理录音记录 (23) 6.3.11会场锁定 (23) 6.3.12增加会场 (23) 6.4数字录音录像模块 (23) 6.5视频调度模块 (24) 6.5.1.1视频显示 (24) 6.5.1.2视频控制 (24) 6.5.1.3视频编辑 (25) 6.5.1.4视频绑定 (25) 6.5.1.5视频上墙 (25) 6.6手机可视对讲调度模块 (26) 6.6.1IM协同办公 (26) 6.6.2集群对讲 (27) 6.6.3视频对讲 (27) 6.6.4拨号通话 (28) 6.7二维GIS调度模块 (29)

捷联式惯性导航系统

1 绪论 随着计算机和微电子技术的迅猛发展,利用计算机的强大解算和控制功能代替机电稳定系统成为可能。于是,一种新型惯导系统--捷联惯导系统从20世纪60年代初开始发展起来,尤其在1969年,捷联惯导系统作为"阿波罗"-13号登月飞船的应急备份装置,在其服务舱发生爆炸时将飞船成功地引导到返回地球的轨道上时起到了决定性作用,成为捷联式惯导系统发展中的一个里程碑。 捷联式惯性导航(strap-down inertial navigation),捷联(strap-down)的英语原义是“捆绑”的意思。因此捷联式惯性导航也就是将惯性测量元件(陀螺仪和加速度计)直接装在飞行器、舰艇、导弹等需要诸如姿态、速度、航向等导航信息的主体上,用计算机把测量信号变换为导航参数的一种导航技术。现代电子计算机技术的迅速发展为捷联式惯性导航系统创造了条件。惯性导航系统是利用惯性敏感器、基准方向及最初的位置信息来确定运载体的方位、位置和速度的自主式航位推算导航系统。在工作时不依赖外界信息,也不向外界辐射能量,不易受到干扰破坏。它完全是依靠载体自身设备独立自主地进行导航,它与外界不发生任何光、声、磁、电的联系,从而实现了与外界条件隔绝的假想的“封闭”空间内实现精确导航。所以它具有隐蔽性好,工作不受气象条件和人为的外界干扰等一系列的优点,这些优点使得惯性导航在航天、航空、航海和测量上都得到了广泛的运用[1] 1.1 捷联惯导系统工作原理及特点 惯导系统主要分为平台式惯导系统和捷联式惯导系统两大类。惯导系统(INS)是一种不依赖于任何外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统,具有隐蔽性好,可在空中、地面、水下等各种复杂环境下工作的特点。 捷联惯导系统(SINS)是在平台式惯导系统基础上发展而来的,它是一种无框架系统,由三个速率陀螺、三个线加速度计和微型计算机组成。平台式惯导系统和捷联式惯导系统的主要区别是:前者有实体的物理平台,陀螺和加速度计置于陀螺稳定的平台上,该平台跟踪导航坐标系,以实现速度和位置解算,姿态数据直接取自于平台的环架;后者的陀螺和加速度计直接固连在载体上作

惯导

微惯性测量单元MIMU设计及其误差补偿模型的研究 针对微惯性测量单元(MIMU)小体积、低功耗、低成本、高实时性的应用需求,设计了一种基于 ARM和MEMS惯性器件的MIMU系统,并根据实验中得到的惯性器件的误差特性建立了一种惯性器件误差补偿模型,然后在硬件系统上进行了实验验证。利用该模型对惯性器件测量结果进行修正,可以有效抑制误差,提高MIMU的测量精度。整个系统能满足使用精度要求。 近年来,随着微机械加工工艺的发展,微惯性器件的生产水平也不断地提高,出现了很多低成本、高可靠性的微惯性器件,为新型惯性测量单元(IMU)的设计提供了技术基础。但是,微惯性器件因制造工艺、材料等因素影响,导致其测量精度较低,受环境因素影响较大。因此,在实际应用中很难长时间保证其测量精度。为了提高系统的测量精度,很多人对MEMS 惯性器件,尤其是MEMS陀螺仪的误差修正问题进行了研究,提出了各种修正方法],一定程度上提高了测量精度。但是,一些方法不具有实时性,不具有应用价值。为了满足惯性测量的实时陛、低成本等要求,设计了一种基于ARM微处理器的MIMU系统。该系统以ARM微处理器为核心,外围设备包括信号采集电路、信号输出电路及MEMS惯性器件等。然后根据实验中得到的数据,提出了一种实时修正方法,实验结果表明系统能满足实际需求。 1微惯性测量单元设计 MIMU系统由微处理器单元、微机械惯性器件单元(包含MEMS陀螺仪和MEMS加速度计)、A/D转换单元、输出单元以及电源转换模块组成,如图1所示。MIMU以微处理器单元为核心,微机械惯性器件单元的输出作为系统的输入,处理结果存储到存储器并由输出单元输出。系统由两部分组成,它们之间的关系如图2所示。第l部分是微处理器单元,由ARM处理器、SDRAM、NandFlash及复位开关等组成。这是一个包含ARM处理器的最小系统。所选的ARM 处理器是韩国三星的$3C2410,它是一个以ARM9内核为核心的处理器,包含多种外围设备,如UART、SDRAM控制器、NandFlash控制器以及外部中断接口等。用它作为MIMU的核心,可以显著减少外部设备,减小系统体积。SDRAM用作系统的内存,用于运行应用程序。NandFlash用来存储应用程序并记录运行过程中测得的数据,存储处理结果。 第2部分是微惯性测量单元,由微惯性器件单元、A/D转换单元和输出单元组成。微惯性器件单元包括3个MEMS陀螺仪和3个MEMS加速度计,按照正交的方位安装,用于测量3个轴的角速率和加速度。A/D转换单元的输入信号包含3个方向的角速率、加速度和陀螺仪的温度传感器输出、参考电压输出。温度输出用于修正陀螺仪和加速度计的温度误差,参考电压输出用于修正因A/D转换芯片的参考电压不准确引起的转换误差。在A/D转换芯片和CPU之问添加缓冲芯片,将对A/D芯片的读写与对SDRAM的读写操作隔离开来,以防止因读写数据引起逻辑混乱。

企业综合应用平台解决方案

企业综合应用平台解决方案

目录 1. 问题和挑战 (3) 2. 解决方案概述 (4) 3. 方案优势和业务收益 (6) 3.1. 从纵的方面来说,有利于对各种管理系统进行应用系统整合 (6) 3.2. 从横的方面来说,综合业务平台可以大大缩小各业务单元之间的信息化差距 7 4. 总体架构和主要功能模块特色 (7) 4.1. 综合应用平台逻辑架构 (8) 4.2. 综合应用平台通用组件资源 (9) 5. 案例................................................................. 1..0. 6. 解决方案产品实现..................................................... 1..0

综合应用平台解决方案帮助提高企业应用系统的可靠性、 集成度,在降低系统维护成本的同时,充分释放企业信息系统的能力 1. 问题和挑战 1、由于企业IT 系统开发建设过程中的“各自为政” ,缺乏统一的数据模型、数据维护管理手段和数据接口规范,给未来各系统间的数据交换和数据维护发展带来了极大的困难在IT 技术和信息系统日益成为企业经营发展、运营管理的基础,其作用日益强化的同时,企业的IT 系统的开发建设往往缺少统一规划,企业内各业务单元根据自身工作的需求自行进行相关系统建设,一方面能在最短的时间内解决问题,满足需求,但另一方面也带来了系统建设的重复和重叠性。而且各系统采用的数据模型,技术规范等也不尽相同,为企业将来的信息整合、应用整合,数据共享等工作设置了很大的障碍。 2、各个应用系统独立进行用户管理,造成用户资料分散以及多套用户身份和密码,管理复杂并且需要重复登陆,降低工作效率、增加管理成本 由于缺乏对用户身份和资料的统一管理,每个用户在访问不同系统时,需要在每个系统中建立用户身份信息,当用户离职时,如果忘记从系统停用用户,会导致信息安全风险;此外多套用户名称和密码,重复登陆各个系统,造成用户使用系统和管理上的很多繁琐工作,既降低员工的工作效率,也带来附加的成本。 3、由于各个应用系统都有数据库服务器、应用服务器和WEB 服务器,造成硬件 成本增加,并且不利于专业化的运行维护管理,增加了IT 成本支出 据统计每年企业花在硬件服务器上费用相当高昂,如果将这些费用转变成软件和服务的支出,可以构造出更多更好的应用系统功能,满足业务和管理不断发展变化的需求。 同时管理数据库服务器、应用服务器和WEB 服务器,都需要专业的知识和技能,通过集中化各个应

最新惯导系统-(总结)

我们研究的问题是惯性导航系统,下面我们就从惯导系统的定义、惯导系统的发展历程、惯导系统的组成、工作原理、分类与功能、优点与缺点以及惯导系统的应用现状几个方面来探讨该问题。 一、惯性导航系统的定义: 惯性导航系统是一种通过高精度的陀螺和加速度计,测量运动载体的角速率和加速度信息,经积分运算得到运动载体的加速度、位置、姿态和航向等导航参数的自主式导航系统。 二、惯导系统的发展历程: 惯导系统发展是以性能价格比为标志的,而性能价格比主要取决于惯性传感器——陀螺仪和加速度计的精度和成本,尤其是陀螺仪,其漂移率对惯导系统位置误差增长的影响是时间的三次方函数,而高精度的陀螺仪制造困难,成本高昂。因此,惯性技术界一直在寻求各种有效方法来提高陀螺仪的精度,同时降低系统成本从上世纪50年代的液浮陀螺仪到60年代的动力调谐陀螺仪(DTG),从上世纪80年代的环形激光陀螺仪(RLG) 和光纤陀螺仪(FOG)到90年代的振动陀螺仪,以及目前报道较多的微机械电子系统陀螺仪(MEMSG),每一种新型陀螺仪的出现都使惯导系统的性能价格比提高一大步,有一代陀螺仪就有一代惯导系统与之对应。第一代平台惯性导航系统采用精密稳定平台,陀螺仪采用液浮或静电悬浮陀螺仪,不仅体积重量大,而且系统性能受机械结构的复杂性和极限精度的制约,再加上产品可靠性和维护方面的问题,成本十分昂贵,只有战略武器上才使用这类惯导系统;上世纪60年代动力调谐陀螺仪技术成熟,精度达到惯性级,常规武器上才开始大量装备惯导系统,用动力调谐陀螺仪制造的惯性导航系统被称为第二代惯导系统;上世纪80年代激光陀螺仪技术成熟。它的出现为捷联惯导系统提供了理想器件。用它制造的惯性导航系统被称为第三代惯导系统;近10年来微电子技术已被用来制造微机械装置,如各种微传感器和微执行器,微机电系统(MEMS)异军突起,据AIAA报告可以在一块4的硅片上,用化学刻蚀的方法批量生产出4000多个独立的微型惯性仪表,这些微惯性仪表的出现迅速扩大了微惯性测量装置在军事和民用领域的应用。MEMS 技术制造的惯性传感器成本低廉,它的出现使惯导系统正由贵族产品走向货架产品。 三、系统组成 1、加速度计。用于测量飞机运动的加速度,一般应由三个加速度计完成三个方向的测量。 2、稳定平台。为加速度计提供一个准确的安装基准和测量基准,以保证不管载体姿态发生多大变化,平台相对于惯性参考坐标系的方向始终保持不变,即三个加速度计的空间指向是不变的。例如,某些飞机上的惯导系统要求这个稳定平台在方位上要对正北向,在平面上要和当地水平面平行,使平台的三个轴正好指向东、北、天三个方向。能够实现这一要求的,只有陀螺仪,所以也叫陀螺稳定平台。陀螺也就成为稳定平台和惯性导航系统的核心部件。正因为有了这样一个基准平台,飞机相对该平台在方位上的偏角反映了航向,飞机相对该平台在

扁平化指挥系统平台解决方案v

扁平化指挥系统平台解 决方案v Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】

扁平化指挥系统平台 解决方案 四川天翼网络服务有限公司 2014年6月 一、项目背景 近年来,在我国“科技强警”战略背景下,各地公安机关纷纷进行信息化系统的研发和应用,在强化社会服务管理、维护治安秩序、保障公共安全、预防和打击违法犯罪等各项警务工作取得了明显成效。我省公安系统已经逐步建成了视频会议系统、监控系统、350M集群系统等涵盖视频、语音、数据等方面的通信保障系统,以及警务综合应用系统、PGIS警用地理信息系统、PKI/PMI数字证书系统等业务应用管理系统,极大地提高了公安机关各部门的工作效率,提升了公安系统的日常工作效率,提高了应对紧急突发事件的处置能力。 但是在成绩之外,现有信息化建设距离“信息主导警务、情报引领实战、扁平警务调度”的警务新格局还有较大差距,主要表现在以下几个方面:一是总体规划、建设和应用明显滞后于现实斗争需要;二是建设、管理水平难以满足各级公安机关和广大公安民警对信息化应用的旺盛需求增长;三是实际发展不平衡对公安信息化建设愈加注重整体性推进的相矛盾;四是前期分散式建设模式阻碍公安信息化集成、整合、共

享工作开展;五是传统警务机制惯性与建立以信息化为核心的现代警务机制相矛盾。 如何整合已掌握的信息资源,实现公安指挥调度工作在应急处突工作时的扁平化,提高指挥调度的工作效率,更好地满足我省公安系统各级指挥中心快速、高效处置重特大案(事)件的指挥调度需要;如何有效提升全省公安机关快速反应、处置突发事件的能力;如何更积极的适应科技发展趋势,向信息化要警力、要战斗力,稳步推进信息化项目的建设应用和信息化系统的管理维护工作成为新时期公安信息化建设的重点。 随着日益严峻的反恐压力和快速维稳处突等新要求,急需要一个综合性的指挥调度系统来指挥公安部门日常工作和实际作战。天翼公司以“信息主导警务、情报引领实战”为导向,按照四川省公安厅“4+2”战略框架体系总体部署,结合公安信息化工作的实际,研发了扁平化指挥系统平台。该系统将构架扁平化指挥体系的核心平台,实现省厅指挥中心与公安部指挥中心、厅交警、消防、警卫和边防指挥中心的互联互通,实现省厅与市、区、县各级指挥中心的可视指挥、视频调用、视频会议、实时交流、数据共享等功能,并实现全网视频、音频资源的统一管理和统一调度。系统将改善公安部门指挥决策链条过长的缺点,实现现有警用业务系统间的交互,整合资源,充分利用各项业务数据进行分析挖掘,为指挥决策提供重要的数据支撑。

平台惯导系统关键参数自标定技术研究

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 目录 摘要............................................................................................................................I Abstract ........................................................................................................................ II 第1章绪论 (1) 1.1 课题的背景和意义 (1) 1.2 国内外研究现状 (2) 1.3 本论文研究的内容和章节安排 (5) 第2章四框架平台惯导系统及其误差模型 (7) 2.1 四框架惯性平台的组成及工作原理 (7) 2.1.1 四框架惯性平台的组成 (7) 2.1.2 惯性平台的工作原理 (8) 2.2 惯性平台的误差模型 (9) 2.2.3 坐标系的定义 (9) 2.2.4 加速度计的输出模型 (10) 2.2.5 平台惯导系统的漂移模型 (12) 2.3 本章小结 (14) 第3章加速度计安装误差角自标定技术研究 (15) 3.1 加速度计安装误差的标定模型 (15) 3.1.1 转台标定的基本方法 (15) 3.1.2 零偏和标度因数的逐次启动误差影响分析 (18) 3.2 标定方案设计及试验 (19) 3.2.3 十二位置标定方法 (20) 3.2.4 十二位置转台标定与自标定试验 (21) 3.3 标定误差分析 (23) 3.4 本章小结 (25) 第4章陀螺及加速度计关键参数的自标定 (26) 4.1 自标定项目的选取 (26) 4.2 六位置自标定方法 (26) 4.2.1 典型六位置方法 (26) 4.2.2 旋转变压器零位误差影响分析 (27) 4.2.3 改进六位置法的平台漂移方程 (29)

数据运营报表系统平台解决方案

数据运营报表系统平台解决方案 一、现状描述 目前,集团基于已有业务系统及在建业务系统,基本实现了相关业务的信息化管理,但当前集团运营管理人员、高层管理人员开展数据管理决策相关工作时,采用的数据是各下属公司以 EXCEL报表为载体将现有信息化系统中的数据、非信息化管理环节的日常业务数据进行采集、分析、汇总后进行填写、加工后上报至集团运营管理部。 伴随着的集团精细化管控深化与战略运营高效展开,必然需要深化引入信息化管理工具,以实现事前有计划、事中有控制、事后有分析的全数据管理,以此保障集团日常运营监控及数据获取的及时性、准确性,可信度。 二、需求分析 减少各分公司的填报、合并报表工作量,实现电子化数据管理, 以此提高报表收集、合并的效率,为管理者、决策者提供方便快捷的 数据统计和分析。 1、报表统计分析层面 : 解决各业务分析管理报表数据的及时、准确获取,并结合实际业务需求为集团各层级管理者快速提供各类所需的统计分析报表。

2、管理决策层面:基于科学管理决策的角度,能够结合集团实际业务需要建设多种数据分析,通过仪表盘、图表、地图等图形化方式将信息呈现出来,让集团各层级管理者能够实时、准确的了解当前整体状况。 3、实时监控层面:通过智能移动端 APP应用的方式,将集团各 层级管理者关注分析内容、分析指标进行归集,通过授权访问,使得 管理人员与分析决策人员随时随地就可完成管理工作。 三、解决方案 1、建设目标 搭建数据运营报表系统平台,将集团下属公司各个管理领域的业务系统的数据进行综合采集、整理、汇总,协助集团各层级管理人员迅速地找到反映集团真实运营情况的当前或历史数据信息,并能从复杂的信息中迅速地找到数据信息与数据信息之间的关系,从而获得各种统计结果和分析判断。因此,结合“大数据生产运营体系建设”的信息化建设蓝图规划,建设以分析报表功能为主的数据运营报表系统满足集团各层级分析信息所需。 (1)集团高层管理者:辅以快速、准确了解以各业务分析经营成 果和相关业务状况,及时调整战略,以确保获得成功;

指北方位平台惯导系统导航解算报告

指北方位平台惯导系统导航解算报告 :森 学号:SY1217227 手机: 航空航天大学仪器科学与光电工程学院 2012年10月

一目的 1熟悉指北方位平台惯导系统的工作原理; 2根据加速度传感器输出的比力信息编写算法程序实现对东北方向速度及经纬度的解算; 3 进一步掌握惯导的推导及解算技巧,为以后的学习打下基础。 二原理分析 利用加速度传感器输出的比例信息求解系统加速度的原理如下所示, 在指北方位系统中, (1) 写成分量形式, (2) 式中: (3)

(4) 在本次作业中,飞机的高度不发生改变,因此,则上式可改写为, (5) 将上式分别作积分可得到飞机在东、北方向的速度为, (6) 再次积分可得到系统的经度为, (7) 根据得到的经纬度及速度信息计算平台的指令角速度为, (8) 三解算结果及程序流程图 通过程序解算得到系统的经纬度坐标曲线如图1所示,

图1 系统的警卫度坐标曲线 系统东、北方向的指令角速度与文件中的指令角速度误差曲线分别如图2、图3所示,

图2 飞机绕x轴方向指令角速度误差曲线 图3 飞机绕y轴方向指令角速度误差曲线 通过程序解算的最终结果如表1所示, 经纬度及东向、北向速度解算结果 表1 项目数据 纬度/°116.72 经度/°40.6338 东向速度(m/s)-63.0409 北向速度(m/s)63.4300 本次作业分别用matlab与C语言编程实现了对指北方位平台惯导系统速度、经纬度以及指令角速度的解算,其程序流程图如图4所示,

图4 解算程序流程图通过C语言解算的最终结果如图5所示

多业务平台监控系统解决方案

网络视频监控系统解决方案 美国Infinova(英飞拓)有限公司天津代表处 2010-1-21

一、概述 天津边防检查站按照有关精神规定,为满足港口网络覆盖资源统一配置、统一管理、信息共享要求而建设港口视频检测系统。用以提高港口码头的管理水平、运输效率、快速应对各种突发事件、实现信息共享。 本套视频监控系统由指挥监控中心、各码头分所、现场视频信号采集设备、以及传输网络组成。视频监控系统架构在独立专网之上,采用标准的TCP/IP协议,使视频信息以数字化的形式通过计算机网络进行传输,实现基于IP网络的点对点、点对多点、多点对多点的远程实时监视和远程遥控摄像机的功能。 二、系统设计原则及依据 2.1 系统设计原则 视频监控系统重点为加强天津港指挥控制的科学管理功能,提高港口运营的安全性和可靠性。因此,设备选择必须具备安全可靠、先进、操作简便,免维护性强等特性,同时也必须兼顾节约投资,以性价比最好的设备来构成先进、完备的系统,以满足安全生产和综合管理的要求。鉴于该系统的重要性及安全性,我们力求系统设计的先进性、可靠性、实用性和可扩展性。同时体现以下原则: ?系统设计方案周密,严谨,安全可靠. ?设备选型应具有数字化和网络化. ?系统兼容性强,扩充其它系统容易。 ?人机对话(界面)操作方便,实用性强. ?在满足各项功能的前提条件下,尽可能降低费用 ?《民用闭路监控电视系统工程技术规范》GB50198-94为参考规范。 2.2 设计依据 ?《视频安防监控系统技术要求》(GA/T367-2001) ?《中华人民共和国通信行业标准》(YD/T926) ?《民用建筑电气设计规范》(JBJ/T16-92) ?《建筑及建筑群综合布线系统工程施工及验收规范》(GB/T50312-2000)?《屏蔽双绞线系统现场测试传输性能规范》(EIA/TIATSB67) ?《电气装置安装工程施工及验收规范》(GBJ120-88)

弹载捷联惯导系统的在线标定方法

弹箭与制导学报 收稿日期:2010-05-18 基金项目:国防科工委基础科研项目(C1420080224) 作者简介:周本川(1984-),男,江苏徐州人,博士研究生,研究方向:组合导航系统理论与工程应用。 弹载捷联惯导系统的在线标定方法 周本川,程向红,陆源 (东南大学仪器科学与工程学院,南京,210096) 摘要:针对弹载捷联惯导系统的在线标定问题,提出基于H ∞滤波技术的“速度+姿态”匹配方法对陀螺仪和加速度计的误差进行在线标定。分析了主子惯导系统的时间不同步因素对H ∞滤波估计的影响,并提出了一种新的时间延迟补偿方法。某型捷联惯导系统机载数据的半物理仿真试验结果表明,经在线标定补偿后弹载惯导系统的纯惯性导航定位误差降低了82.6%,从而有效实现了弹载捷联惯导系统的在线标定。 关键词:在线标定;“速度+姿态”匹配;H ∞滤波;时间延迟 中图分类号:U666.1 文献标志码:A Missile-borne SINS Online Calibration ZHOU Benchuan ,CHENG Xianghong ,LU Yuan (School of Instrument Science and Engineering ,Southeast University ,Nanjing 210096,China) Abstract : In order to solve the online calibration problem of missile strapdown inertial navigation system (SINS), velocity and attitude matching method based on H ∞ filtering was designed to calibrate the errors of gyroscope and accelerometer online. The effect of time unsynchronized information between SINS and master inertial navigation system (MINS) on H ∞ filtering estimation was analyzed, and a new method of time synchronization was proposed. The simulation using airborne test data shows that the free inertial navigation position errors of missile SINS are greatly reduced by 82.6% through online calibration and compensation, the online calibration method can estimate SINS errors effectively. Keywords : strapdown inertial navigation; online calibration ;velocity and attitude matching ;H ∞ filtering ;time-delay 0 引言 弹载捷联惯导系统的误差主要来源于陀螺仪和加速度计的零位误差、标定因数误差和安装误差。一般情况下,转台标定补偿后若不重新拆装,安装角基本保持不变,但零位和标定因数存在随机启动不确定性误差,特别是随着库存时间的增长,相对转台标定值将产生很大差异。传统做法需要定期进行系统重新标定,费时费力。因此,应用滤波技术对传感器误差进行在线标定对于提高系统精度具有重要的应用价值。文献[1]和文献[2]应用Kalman 滤波技术分别采用速度匹配和“位置+速度”匹配实现了传感器误差的在线标定。 在弹载捷联惯导系统在线标定的实际应用中,如果挠曲变形、杆臂等建模不准或者环境干扰较大, 存在Kalman 滤波性能恶化的问题。同时,在线标定 的另一个关键问题是主子惯导系统的时间延迟问题。子惯导系统的滤波器接收到的主惯导信息存在大概40~120ms 的时间延迟[3],时间延迟引起的误差 降低了基准信息的精度,影响滤波估计效果,从而 影响在线标定精度。目前,时间同步方法主要有硬件方法[4-5]和软件方法[6-7]。硬件方法需要专用的硬件电路,在一定程度上增加了系统的成本和复杂性。软件方法通过补偿时间延迟实现时间同步,文献[6]将时间延迟作为卡尔曼滤波器的状态变量对其进行滤波估计补偿,文献[7]给出了基于拉格朗日插值的同步方法,外推阶数越大,计算量越大,而且当时间延迟较大时,外推精度难以满足应用要求。 针对上述问题,本文首先建立基于“速度+姿态”匹配的在线标定H ∞滤波模型,然后在分析时间延迟对H ∞滤波估计影响的基础上进行软件方法补偿,最 后通过机载试验数据的半物理试验加以验证。 1 在线标定滤波模型建立 1.1 状态方程 应用H ∞滤波技术在线估计传感器的误差项,考 DOI :CNKI:61-1234/TJ.20101223.1554.003 网络出版时间:2010-12-23 15:54网络出版地址:https://www.360docs.net/doc/4f11492267.html,/kcms/detail/61.1234.tj.20101223.1554.003.html

环境监测平台系统产品解决方案

环境监测云平台系统 产 品 解 ~ 决 方 案 · 成都远控科技有限公司技术部二〇一五年一月二十八日 目录

一、引言 (3) / 二、 (3) 三、方案特点 (4) 1 (4) 2.4 3 (4) 4 (4) 5 (4) 四、系统组成及架构 (5) ' 五、平台服务端操作及功能介绍 (6) 六、相关硬件产品介绍 (14)

一、引言 防治扬尘污染,保护和改善城市生活环境空气质量,保障人民群众身体健康,一直是国家各级环境保护部门的重要工作内容之一。在所有的扬尘污染中,工程施工扬尘,如房屋建设施工、道路与管线施工、房屋拆除等为主要污染源。为此,在国家各级城市出台的扬尘污染防治管理办法中,都对建设工程施工提出了明确的防尘要求和相应的处罚条款。 目前,我国正处于城市建设的快速发展期,工程施工每天都在众多的、分散的地点同时进行着。而环保部门人员数量有限,不可能每天都到各个施工地点去巡查,因此,对众多分散的工程施工现场进行远程监控,及时发现违反防尘要求、出现扬尘污染的施工地点并及时处理,无疑是监管工程施工扬尘污染的有效途径。然而,传统的视频监控一方面呈现的图像分辨率极为有限,不利于对现场情况的准确辨别;另一方面,远程视频监控需要较高的通信网络带宽做支持,往往需要铺设专门的光纤或电缆、租用昂贵的通信信道;可是工程施工地点数量众多、地理分布复杂,且对于扬尘监控只是阶段性的需求,为此部署大量的视频监控点无疑会给环保部门带来庞大的资金压力,为国家带来不必要的资金消耗。有没有成本更低、部署更方便的监控手段,来实现对工程施工扬尘污染进行远程监控的目的呢 二、产品系统概述 成都远控科技有限公司开发的“环境监控云平台系统”即是以安装在远程的终端设备通过3G/4G网络实时向云平台服务端上传相关环境监测数据以及监控画面的一种新的监控应用方式。工作人员亦可通过有线或无线网络登陆“环境监控云平台系统”,对远端现场环境作时实监控,提取相关环境污染数据;当环境污染达到上峰值时,安装在施工现场的环境探测感应器或摄像头,将自动记录下相关环境数据并抓拍下现场的高清晰数字图片,并通过有线或无线通信网络自动传输回来,即时呈现在环保机关的各种显示终端上(PC、PDA),让环保工作人员通过高清晰的数字图片,即时了解施工现场的防尘措施实施情况和工地现状,达到对众多分散的工程施工地点进行远程联网监控的目的。 此软硬件系统借助先进的数字通信手段,融合了数字图像处理技术、无线网络通信技术、嵌入式系统技术等多种计算机和通信技术,基于低带宽的IP网络,实现了高清晰图片远程抓拍、即时传输和应用的一体化过程,是一种低成本、易部署、易操作的基于图片的远程监控解决方案。

惯导

惯导系统概述 惯性导航系统的概念 惯性导航系统(IN S,以下简称惯导)是利用惯性元件和惯性测量原理来测量飞机的飞行参数的一种导航系统。惯导的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础,通过测量载体在惯性参考系的加速度,将它对时间进行积分,且把它变换到导航坐标系中,就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。 惯性导航系统的分类 从结构上来说,以惯性导航系统中有无惯性平台为依据,可将惯性导航分成以下几种: 平台式惯性导航系统——系统的主要特征就是具有由稳定回路隔离运载器使其不受运载器机动干扰的平台,在平台式系统中,由于平台不跟随运载器转动,陀螺的动态范围可以比较小,并且由于由稳定回路隔离运载器的机动干扰,也就易于保证系统的工作精度如图1。 图 1 平台式惯导又可分为指北方位惯导系统、自由方位惯导系统和游动方位惯导系统。 指北方位惯导系统,主要指陀螺平台建立的理想平台坐标与地理坐标系完全重合的惯导系统。这种系统平台台面在水平面内,且有一轴始终指向北方。指北方位导航系统的特点:(1)由于平台是指北方位的水平平面,因此,它相当于一个高精度的全姿态传感器,可以直接提供俯仰、倾斜和航向信号,取代了用普通陀螺做成的姿态系统、航向系统、速率脱落传感器等。 (2)由于平台稳定在地理坐标系内,加速度计测出沿地理系两个轴的分力,用它们求解导航参数以及指令角速率方程比较简单,因而对计算机要求较低。

(3)系统的缺点是不能在高纬度区工作,这是因为飞机在高纬度地区飞行时,可能引起方位迅速变化,这样给陀螺力矩器的设计和平台稳定回路的设计带来较大的困难,另外计算机在计算方位指令速率时,当纬度接近90o时,计算机会溢出;此外,在极区进行起始对准也很困难。上述因素限制了指北方位惯导系统的使用范围。 自由方位惯导系统,指陀螺平台保持在当地水平面内,其方位轴指向惯性空间的某一个方向,并保持稳定的惯导系统。这样的平台系统上的方位陀螺将不施加控制信号,只能对控制平台保持在当地水平面内的陀螺施加控制指令。该平台系统克服了指北方为惯导系统中方位控制的困难,但因其平台坐标系的方位与地理坐标系的方位存在一个自由角度,这样在导航计算中必须进行坐标转换,所以导航参数计算要比指北方为惯导系统更复杂。 游动方位惯导系统是使建立的平台台面仍处于当地水平面内,但方位轴只加跟踪地球自转的分量,其游动方位惯导平台虽在水平面内,但它的方位既不指北,也不指惯性空间,好像在“游动”,称该系统为游动方位惯导系统。游动方位惯导系统的特点: (1)游动方位惯导系统克服了指北方位惯导系统方位回路设计、方位指令计算的困难。 (2)游动方位惯导系统可以进行全球导航,基本上不受极区影响。 捷联式惯性导航系统——这是把陀螺仪和加速度计直接与运载体固联的惯性导航系统,它的各种导航与制导信息都由计算机提供的。这种系统中的陀螺仪和加速度计要跟运载体一起转动,因而动态范围要比平台式系统的大得多。由于没有平台,所以结构简单,工作可靠如图2。 图 2 捷联式惯导现在应用于大多数民航客机,其工作原理及特点将在后面进行详细介绍。 混合式惯性导航系统——这种系统是介于平台式和捷联式系统之间的导航系统,也就是根据不同情况使平台具有一条或两条稳定回路的惯性导航系统,或者也可以说是双轴捷联式或单轴捷联式系统。

导航原理_捷联惯导系统

导航原理作业(惯性导航部分)

一枚导弹采用捷联惯性导航系统,三个速率陀螺仪Gx, Gy, Gz 和三个加速度计Ax, Ay, Az 的敏感轴分别沿着着 弹体坐标系的Xb, Yb, Zb轴。初始时刻该导弹处在北纬 45.75度,东经126.63度。 第一种情形:正对导弹进行地面静态测试(导弹质心相对地面静止)。 初始时刻弹体坐标系和地理坐标系重合,如图所示,弹体的Xb轴指东,Yb轴指北,Zb轴指天。此后弹体坐标系Xb-Yb-Zb 相对地理坐标系的转动如下: 首先,弹体绕Zb(方位轴)转过-10 度; 接着,弹体绕Xb(俯仰轴)转过15 度; 然后,弹体绕Yb(滚动轴)转过20 度; 最后弹体相对地面停止旋转。 请分别用方向余弦矩阵和四元数两种方法计算:弹体经过三次旋转并停止之后,弹体上三个加速度计Ax, Ay, Az的输出。取重力加速度的大小g = 9.8m/s2。 第二种情形:导弹正在飞行中。 初始时刻弹体坐标系仍和地理坐标系重合;且导弹初始高度200m,初始北向速度1800 m/s,初始东向速度和垂直速度都为零。 陀螺仪和加速度计的输出都为脉冲数形式,陀螺输出的每个脉冲代表0.00001弧度的角增量。加速度计输出的每个脉冲代表1μg,1g = 9.8m/s2。陀螺仪和加速度计输出的采样频率都为10Hz,在200秒内三个陀螺仪和三个加速度计的输出存在了数据文件gaout.mat中,内含一矩阵变量ga,有2000行,6列。每一行中的数据代表每个采样时刻三个陀螺Gx, Gy, Gz和三个加速度计Ax, Ay, Az 的输出的脉冲数。格式如下表(前10行)

将地球视为理想的球体,半径6371.00公里,且不考虑仪表误差,也不考虑弹体高度对重力加速度的影响。选取弹体的姿态计算周期为0.1秒,速度和位置的计算周期为1秒。 (1)请计算200秒后弹体到达的经纬度和高度,东向和北向速度; (2)请计算200秒后弹体相对当地地理坐标系的姿态四元数; (3)请绘制出200秒内导弹的经、纬度变化曲线(以经度为横轴,纬度为纵轴); (4)请绘制出200秒内导弹的高度变化曲线(以时间为横轴,高度为纵轴)。 二、程序设计说明及代码 1.第一种情形 (1)方向余弦矩阵法 1)程序代码 clear;clc; thetax=15*pi/180;thetay=20*pi/180;thetaz=(-10)*pi/180; A0=[0;0;-9.8]; Theta=[0,-thetaz,thetay;thetaz,0,-thetax;-thetay,thetax,0]; theta0=sqrt(thetax^2+thetay^2+thetaz^2); S=(sin(theta0))/theta0;C=(1-cos(theta0))/theta0^2; CT=eye(3)+S*Theta+C*(Theta^2); CTN=inv(CT); A1=CTN*A0 2)输出结果 (2)四元数法 1)程序代码

信息系统解决方案

*****信息系统解决方案

目录 前言 (3) 一、*信息系统建设目标与策略 (3) 二、*信息系统*产品功能匹配性解决方案 (3) 2.1、建立*信息系统总体框架 (3) 2.2、系统模型图 (5) 2.3、系统功能 (9) 2.3.1 *业务管理平台 (9) 2.3.2仓储管理系统 (11) 2.3.3供应管理平台 (13) 三、*信息系统实施方案 (13) 3.1** *实施方法——基于价值实现的快速实施方法 (13) 3.1.1** *实施方法 (13) 3.1.2建议整体规划、分步实施的项目范围 (14) 3.1.3建议项目组织 (14) 3.1.4项目实施培训 (17) 四、费用预算 (19)

前言 经过与*信息化项目组成员进行了充分的沟通交流以后,我们对于*信息系统的建设目标和需要解决的问题以及对于软件产品功能的需要有了充分的了解,在此基础之上,并以*软件产品功能为基础,为*编写了*软件产品功能适应性匹配解决方案。 在此,我们对*信息化项目组成员表不诚挚的感谢。 一、*信息系统建设目标与策略 *信息规划目标 集成现有信息系统,建设*核心信息系统 *信息规划策略 根据对于*的业务结构,制定*信息化建设策略: 1、以信息集成为基础的整体规划,对信息化进行整合。 2、以订单为驱动的ERP管理模式,构建管理基础。 3、以内部控制为导向的工作流程,规避经营风险。 4、以财务管控为根本的业务支持,保障企业利润最大化的价值增值。 5、以突显个性为目标的应用方式,打造专业化优势。 二、*信息系统*产品功能匹配性解决方案 2.1、建立*信息系统总体框架

警务综合系统业务整合平台解决方案

一、“警务综合系统业务整合平台”解决方案,主要解决如下几个问题: 1. 解决了公安信息应用系统建设中的条块结合问题 当前,公安系统的大部分业务应用系统都是按照“金盾工程”一期任务的要求,以条为主,面向单一业务建设的。这样,难以满足跨部门的业务需求,与地市级公安机关业务系统横向联系的需求产生了矛盾。必须在市级系统与省级系统纵向贯通的基础上,实现地市级不同条线信息应用系统间的横向集成,真正解决好公安信息应用系统建设中“条块结合”的问题。 2. 解决了公安信息应用系统建设中的数据采集问题 目前,公安系统大部分业务应用系统的数据采集,都是由各业务部门通过专门的工作流程来统一组织进行。这样,一方面使得系统的数据无法及时更新,另一方面又造成部分数据多头采集且互不一致现象。因此及需建立一个统一的平台,使全体民警的日常工作过程成为信息采集过程,变“事后采集”为“过程采集”,实现“一次采集,多次利用”,“一点采集,全警共享”。

二、应用现状 公安系统目前主要的资源库及业务应用系统(统称为八大业务资源库)有:全国人口信息库、全国违法犯罪人员信息库、全国警员信息库、全国在逃人员信息库、全国被盗抢汽车信息库、全国机动车/驾驶员信息库、全国安全重点单位信息库和全国出入境人员/证件信息库。 根据公安工作的性质,公安业务应用系统一般可以分为两大类: 一类是垂直应用系统,直接处理公安业务,产生业务数据,主要面向行政管理或单一业务; 另一类是水平应用系统,直接处理公安业务,产生基础业务数据,是面向打、防、控,跨越多个部门涉及多项公安业务的系统。 公安系统的这些业务应用系统和资源库是目前在各个业务管理部门中运作良好的信息管理系统,它们为公安系统在维护社会治安、打击刑事犯罪、保护社会稳定方面起到了相当大的作用,因此我们在充分利用这些数据的时候必须保证这些业务系统的可靠运行。但是,公安系统的各类应用系统隶属于公安系统不同业务管理部门,是在不同的时期建立的,因此它们所运行的平台、数据结构等是非常不同的。

惯性导航系统

惯性导航系统 一、惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS) 1、基本概念 惯性导航系统(INS)是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面,还可以在水下。 惯性导航系统目前已经发展出挠性惯导、光纤惯导、激光惯导、微固 态惯性仪表等多种方式。陀螺仪由传统的绕线陀螺发展到静电陀螺、激光 陀螺、光纤陀螺、微机械陀螺等。激光陀螺测量动态范围宽,线性度好, 性能稳定,具有良好的温度稳定性和重复性,在高精度的应用领域中一直 占据着主导位置。由于科技进步,成本较低的光纤陀螺(FOG)和微机械陀螺(MEMS)精度越来越高,是未来陀螺技术发展的方向。我国的惯导技术 近年来已经取得了长足进步,液浮陀螺平台惯性导航系统、动力调谐陀螺 四轴平台系统已相继应用于长征系列运载火箭。其他各类小型化捷联惯导、光纤陀螺惯导、激光陀螺惯导以及匹配GPS修正的惯导装置等也已经大量应用于战术制导武器、飞机、舰艇、运载火箭、宇宙飞船等。如漂移率 0.01°-0.02°/h 的新型激光陀螺捷联系统在新型战机上试飞,漂移率 0.05°/h 以下的光纤陀螺、捷联惯导在舰艇、潜艇上的应用,以及小型化挠性捷联惯导在各类导弹制导武器上的应用,都极大的改善了我军装备的 性能。 惯性导航系统有如下主要优点:(1)由于它是不依赖于任何外部信息,也不向外部辐射能量的自主式系统,故隐蔽性好,也不受外界电磁干扰的 影响;(2)可全天流全球、全时间地工作于空中、地球表面乃至水下;(3)能提供位置、速度、航向和姿态角数据,所产生的导航信息连续性好而且 噪声低;(4)数据更新率高、短期精度和稳定性好。其缺点是:(1)由 于导航信息经过积分而产生,定位误差随时间而增大,长期精度差;(2)每次使用之前需要较长的初始对准时间;(3)设备的价格较昂贵;(4) 不能给出时间信息。但惯导有固定的漂移率,这样会造成物体运动的误差,因此射程远的武器通常会采用指令、GPS等对惯导进行定时修正,以获取持续准确的位置参数。 2、惯性导航原理 目前,惯性导航分为两大类:平台式惯导和捷联式惯导。它们的主要区别在于,前者有实体的物理平台,陀螺和加速度计置于由陀螺定的平台上,该平台跟踪导航坐标系,以实现速度和位置解算,姿态数据直接取自于平台的环架;在捷联式惯导中,陀螺和加速度计直接固连在载体上。惯性平台的功能由计算机完成,

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