0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

高密度集成微惯性导航自主完好性监测算法

MEMS 来源:未知 作者:郭婷 2022-11-17 10:26 次阅读

高密度集成微惯性导航系统在微小型导弹武器系统、下一代巡航弹、芯片卫星、微小型飞行器、航空弹射座椅及智能头盔、单兵装备等领域具有广阔的应用前景,成为各种制导武器及武器平台必备的关键单机产品。高密度集成微惯性导航中卫导与惯导信息融合解算涉及到惯导系统IMU陀螺仪和加速度计测量值处理、测量误差估计、姿态、速度和位置更新以及卫星导航系统信息解算过程中的导航电文提取、可见卫星空间位置速度计算、伪距率提取以及组合导航扩展卡尔曼滤波主滤波器设计、量测方程设计、过程噪声和量测噪声矩阵估计等内容。然而微惯性导航系统完好性监测算法中多差错和小差错故障信息检测较为困难,甚至遇到“完好性黑洞”等特殊情形,因此,针对高密度集成微惯性导航系统进行自主完好性监测技术研究具有重要意义。

据麦姆斯咨询报道,近期,北京航天控制仪器研究所、中国航天科技集团有限公司的研究人员针对多平台、小型化、集群化等未来微小型空天飞行器故障信息自主监测等技术需求,提出一种高密度集成微惯性导航自主完好性监测算法——快速最优子集甄选完好性监测算法(Fast Optimal Subset Selection Integrity Monitoring,FOIM)。该算法能够显著降低系统的计算复杂度,并可有效检测小差错和多差错故障观测量,具有较高的故障信息源检测识别概率,增强了高密度集成微惯性导航与制导系统鲁棒性和完备性。相关研究成果已发表于《中国空间科学技术》期刊。

该项工作中,研究人员将传感、处理、通信等功能器组件进行系统级微尺度集成,按照物理功能及其实现方式对传统惯性微系统进行优化组合,以高性能低功耗处理器为核心,将微惯性导航系统的传感器、存储器、通信模块等有机地整合一体,构建出一种开放式、通用化、高密度的微惯性导航系统。该高密度集成微惯性导航系统通过测量运动载体相对惯性空间的角运动和线运动,经过积分等运算可实时得到载体的姿态、速度、位置信息,同时结合多模卫星导航系统进行松组合导航及惯导误差在线修正,不仅可以建立运载体的运动基准坐标系,还可精确地测量运载体的给类运动参数,同时具有安全自主、高度隐蔽、信息实时与连续、不受时间与地域限制等重要特性。

ebf9a3d6-65c8-11ed-8abf-dac502259ad0.png


高密度集成微惯性导航系统机械结构图

ec2f2178-65c8-11ed-8abf-dac502259ad0.png


高密度集成微惯性导航系统组成框图

针对高密度集成微惯性导航中多差错和小差错故障信息监测等自主完好性问题,研究人员提出了一种FOIM算法。该算法通过分析微惯性导航卫星导航中可能出现的故障信息源,通过优选子集数目进行算法预检验甄选,排除可见导航卫星空间几何分布较差以及对完好性监测意义不大的组合,最终达到故障检测与排除的目的。与传统MHSS算法相比,该算法能够显著降低系统的计算复杂度,同时具有较高的故障信息源检测识别概率,有效避免了完好性黑洞等问题,提高了微惯性导航系统鲁棒性和完备性。

ec52d78a-65c8-11ed-8abf-dac502259ad0.png


FOIM算法原理框图

ec818bd4-65c8-11ed-8abf-dac502259ad0.png


运动场景下微惯性导航终端性能示意图

ecc05aa8-65c8-11ed-8abf-dac502259ad0.png


MHSS算法故障检测示意图

ece772f0-65c8-11ed-8abf-dac502259ad0.png


量测误差下FOIM算法故障检测示意图

随着MEMS及微惯性导航技术的发展,小型化、低功耗、高性能的导航、制导与控制系统将越来越多地应用于微小型空天飞行器、无人作战系统以及精确制导弹药等领域。展望未来,高密度集成微惯性导航系统将会进一步综合应用所有可用传感器观测信息,如何更好地满足用户定位性能需求以及最大限度地保证定位结果的可靠性,将成为未来微惯性导航系统研究的重点。

研究人员称,后续将针对如何兼顾卫导、惯导以及其他外源传感器导航完好性算法中的阶跃故障和斜坡故障等问题继续进行深入研究。

审核编辑:郭婷

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 处理器
    +关注

    关注

    68

    文章

    19082

    浏览量

    228728
  • 滤波器
    +关注

    关注

    159

    文章

    7693

    浏览量

    177391
  • 飞行器
    +关注

    关注

    13

    文章

    713

    浏览量

    45446

原文标题:高密度集成微惯性导航自主完好性监测技术研究

文章出处:【微信号:MEMSensor,微信公众号:MEMS】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    什么是高密度DDR芯片

    的数据,并且支持在时钟信号的上升沿和下降沿都进行数据传输,从而实现了数据传输速率的倍增。高密度DDR芯片的内部结构复杂而精细,采用了先进的纳 米级制程技术和多层布线技术。芯片内部集成了大量的存储单元、控制逻辑、I/O接口和时钟电路等,能够实现高速、高效的数据存储和访问。
    的头像 发表于 11-05 11:05 82次阅读

    高密度互连,引爆后摩尔技术革命

    领域中正成为新的创新焦点,引领着超集成高密度互连技术的飞跃。通过持续的技术创新实现高密度互连,将是推动先进封装技术在后摩尔时代跨越发展的关键所在。
    的头像 发表于 10-18 17:57 178次阅读
    <b class='flag-5'>高密度</b>互连,引爆后摩尔技术革命

    高速高密度PCB信号完整性与电源完整性研究

    高速高密度PCB信号完整性与电源完整性研究
    发表于 09-25 14:43 3次下载

    用于800V牵引逆变器的SiC MOSFET高密度辅助电源

    电子发烧友网站提供《用于800V牵引逆变器的SiC MOSFET高密度辅助电源.pdf》资料免费下载
    发表于 09-12 09:44 1次下载
    用于800V牵引逆变器的SiC MOSFET<b class='flag-5'>高密度</b>辅助电源

    mpo高密度光纤配线架解析

    MPO(Multi-fiber Push On)高密度光纤配线架是一种采用多芯光纤连接技术的光纤配线设备,主要用于数据中心、机房、通信系统等需要高密度光纤连接和管理的场景。以下是对MPO高密度光纤
    的头像 发表于 09-10 10:05 270次阅读

    高密度存储系统集成必选,8盘位SATA/SAS热插拔硬盘抽取盒

    不得不向体积妥协,这似乎与追求紧凑设计的未来趋势背道而驰。然而,高密度存储,作为一种先进的存储解决方案,以其高性能、大容量、高密度等特点,切实满足备份、高性能计算、
    的头像 发表于 08-30 16:41 254次阅读
    <b class='flag-5'>高密度</b>存储系统<b class='flag-5'>集成</b>必选,8盘位SATA/SAS热插拔硬盘抽取盒

    射频测试电缆在高密度测试互联上的应用

    射频测试电缆在高密度测试互联中的应用是现代电子行业发展中不可或缺的一部分,尤其在无线通信、雷达、卫星通信、航空航天、军事电子等领域。随着技术的不断进步,设备的集成度越来越高,对信号传输的可靠性和效率
    的头像 发表于 07-30 10:37 200次阅读

    288芯MPO光纤配线架 万兆高密度OM3OM4配置详解

    288芯MPO光纤配线架 万兆高密度OM3OM4配置详解
    的头像 发表于 07-30 09:53 390次阅读
    288芯MPO光纤配线架 万兆<b class='flag-5'>高密度</b>OM3OM4配置详解

    高密度光纤配线架怎么安装

    高密度光纤配线架的安装是一个系统性的过程,需要遵循一定的步骤和注意事项。以下是安装高密度光纤配线架的详细步骤和归纳: 一、安装前的准备 确定安装位置:首先,确定高密度光纤配线架的安装位置,通常应选
    的头像 发表于 06-19 10:43 423次阅读

    量子计算机——高密度微波互连模组

    让量子计算机走出实验室造中国自主可控量子计算机量子芯片作为量子计算机的核心部件,扮演着类似于传统计算机中‘大脑’的角色。而与此同时,高密度微波互连模组则像是‘神经网络’,在量子芯片与外部设备之间
    的头像 发表于 03-15 08:21 632次阅读
    量子计算机——<b class='flag-5'>高密度</b>微波互连模组

    室外光缆怎么接高密度配线架

    室外光缆接到高密度配线架有以下几个步骤: 准备工具和材料:需要准备光纤连接器、光缆剥皮刀、光纤熔接机、光缆夹具、清洁用品等。 确定光缆接入位置:根据实际情况,在高密度配线架上确定光缆的接入位置和数
    的头像 发表于 03-11 13:37 435次阅读

    N通道高密度壕沟MOSFET PL2302GD数据手册

    特点●超高密度细胞沟设计为低RDS(开)。●坚固而可靠。●表面安装软件包。
    发表于 02-22 14:44 1次下载

    高密度互连印刷电路板:如何实现高密度互连 HDI

    高密度互连印刷电路板:如何实现高密度互连 HDI
    的头像 发表于 12-05 16:42 675次阅读
    <b class='flag-5'>高密度</b>互连印刷电路板:如何实现<b class='flag-5'>高密度</b>互连 HDI

    一种高密度、易于设计的通道间隔离模拟输入模块完整解决方案

    电子发烧友网站提供《一种高密度、易于设计的通道间隔离模拟输入模块完整解决方案.pdf》资料免费下载
    发表于 11-23 10:34 0次下载
    一种<b class='flag-5'>高密度</b>、易于设计的通道间隔离模拟输入模块完整解决方案

    高密度、高复杂性的多层压合pcb电路板

    高密度、高复杂性的多层压合pcb电路板
    的头像 发表于 11-09 17:15 2316次阅读