一、 实验室简介
惯性测量全国重点实验室由北京航空航天大学(主依托单位)、中国航天科工集团三院三十三所和中国航天科技集团九院十三所(共建单位)三家单位联合组建,于2024年1月批复成立的国家级实验室。实验室围绕当前国家急需解决的重大科学问题,特别是高精度惯性测量与测试、多约束高性能惯性测量、惯性基多源信息融合惯性测量和原子精密操控惯性测量等技术发展趋势,开展前瞻性、创新性研究。在坚持产学研合作与协同创新的同时,积极推动成果的应用及转化,共同促进我国惯性技术领域重大原始创新与关键技术突破,持续引领前沿发展方向,实现技术水平提升。
二、 指南方向
【1】面向航空遥感用的分布式位置姿态系统运动测量精度需求研究
研究目标
面向新型共形面阵合成孔径雷达高分辨率成像对运动补偿的需求,开展面向航空遥感用的分布式POS运动测量精度需求研究,突破基于分布式POS的共形面阵雷达成像运动补偿、分布式POS运动补偿精度需求分析等关键技术,完成仿真验证,为分布式POS在航空遥感中的应用推广奠定技术基础。
研究内容
(1)基于分布式POS的共形面阵雷达成像运动补偿技术研究
分析新型共形面阵合成孔径雷达高分辨率成像运动补偿机理,提出基于分布式POS的共形面阵雷达成像运动补偿方法。
(2)分布式POS运动补偿精度需求分析
开展共形面阵雷达高分辨率成像对运动误差(位置和姿态等)的敏感性分析,得到不同分辨率和不同精度要求下对分布式POS的精度指标要求。
考核指标
(1)完成共形面阵雷达成像运动补偿机理分析
(2)完成基于分布式POS的高分辨率成像运动补偿方法研究
(3)完成分布式POS运动补偿精度需求分析
研究周期:2024年9月—2026年9月
研究经费:10万元
完成形式:发表SCI论文1篇,报告1份,仿真软件1套。
发布方式:公开发布
【2】基于惯性传感器的人体步态检测方法
研究目标
针对人体步态检测研究中惯性传感器噪声大,随时间增加漂移严重的问题,开展运动状态下的补偿方法研究,突破在双踝关节放置惯性传感器条件下,大腿姿态角度难以获得、关节轨迹估算误差较大以及积分误差补偿方法等关键技术难点,为穿戴式惯性导航设备的步态检测提供一种高效的技术解决方案。
研究内容
(1)基于惯性传感器的步态参数估算方法
探究惯性传感器在运动状态下产生积分漂移的机理,确立积分误差变化的主要因素,建立误差补偿模型,提高步态参数估算的准确度。
(2)基于惯性传感器的下肢运动估算方法
分析人体下肢运动机理,建立大腿姿态角度的估算模型;建立人体下肢几何模型,实现踝、膝、髋三关节的位移估算;提高在少量惯性传感器条件下,下肢运动的估算精度。
考核指标
(1)高速运动状态下,惯性相对位置解算精度优于0.1mm/s;
(2)高速运动状态下,图像清晰度、锐度相对未补偿提高20%
研究周期:2024年9月—2026年9月
研究经费:10万元
完成形式:发表SCI 论文1篇,研究报告1份,步态数据采集装置1套,仿真算法1套。
发布方式:公开发布
【3】用于核磁共振陀螺信号提升的光学镀膜原子气室技术研究
研究目标
针对原子陀螺样机研制需求,开展用于核磁共振信号提升的光学镀膜原子气室技术研究,研制检测光方向镀增透膜的原子气室,建立信噪比提升水平与增透膜参数之间的理论模型,从而进一步提升核磁共振信号的信噪比。
研究内容
(1)开展光学镀膜原子气室技术研究
设计并实现780nm波长的增透膜,提出增透膜核磁共振原子气室的组装、介质填充和检测方法,完成气室样品制作。
(2)建立信号提升水平与镀膜参数之间的理论模型
在核磁共振陀螺常用光学偏振检测方法的基础上,建立信号提升水平与镀膜参数之间的理论模型,并利用增透膜核磁共振原子气室进行实验验证。
考核指标
(1)光学镀膜原子气室检测光透射率>95%@780nm
(2)光学镀膜原子气室填充核磁共振陀螺工作气体
(3)一种核磁共振陀螺镀膜原子气室信噪比提升理论模型
研究周期:2024年9月-2026年9月
研究经费:10 万元
完成形式:发表SCI 论文1篇,研究报告1 份,光学镀膜原子气室样件1件。
发布方式:公开发布
【4】双轴旋转调制惯导框架非正交及仪表安装误差抑制方法研究
研究目标
针对双轴旋转调制高精度惯导在旋转过程中,框架非正交及仪表安装误差对导航与姿态保持精度影响显著的问题,从误差传递特性分析、框架非正交及仪表安装误差辨识方法开展研究工作,建立框架非正交及仪表安装误差模型,制定误差抑制策略,为高精度双轴旋转调制惯导应用性能提升奠定理论基础。
研究内容
(1)转位机构框架非正交误差传播特性及补偿方法研究
建立转位机构框架非正交误差模型,研究从台体姿态角到惯导壳体姿态角的换算过程中,框架非正交误差的影响机理;研究框架非正交误差的标定和补偿方法。
(2)惯性仪表安装误差对导航精度的影响机理研究
建立惯性仪表安装误差模型,研究惯性仪表安装误差对导航精度的影响机理。
(3)双轴旋转调制转位策略研究
优化双轴旋转调制转位策略,抑制惯性仪表安装误差对导航精度的影响。
考核指标
(1)框架非正交误差补偿精度不低于1″;
(2)设计至少两种双轴旋转策略方案,并对比导航精度;
(3)双轴旋转调制导航精度仿真软件,通过仿真软件可设置惯性仪表误差和转位位序、运行导航算法、计算并输出导航误差。
研究周期:2024年9月—2026年9月
研究经费:20万元
完成形式:发表SCI论文不少于 1篇,研究报告 1份,仿真软件1套
发布方式:公开发布
【5】复杂场景多源信息智能融合方法研究
研究目标
针对实际应用中不同质量、互相约束的多类参数最优融合问题,开展复杂场景多源信息智能融合方法研究,采用人工智能技术,在精度劣化、随机缺失等复杂场景下实现异质异步信息实时、最优融合,获得各类参数的最优估计。
研究内容
(1)复杂场景多源信息智能融合架构
建立基于人工智能方法的多源信息融合架构,为复杂场景下异质异步多源信息智能融合提供总体支撑。
(2)异质异步多源信息智能融合方法
研究异质异步多源信息智能融合方法,基于各类参数间的约束关系,利用人工智能技术融合不同来源、不同周期、不同精度的可用参数,实现对各类参数的最优估计。
(3)多源信息智能融合量化自评价方法
结合各类参数具体特征和相互约束关系,研究智能融合过程中的参数自评价方法,实现对各类参数可用性、估计精度、置信度的量化自评价。
考核指标
(1)可融合信息种类不少于5种;
(2)不限制信息类型、更新周期、精度质量;
(3)多源信息融合周期不大于任意单一信息周期;
(4)对于同一参数,在任意融合时刻,多源信息融合精度不低于任意单一信息精度;
(5)具备上述全功能的多源信息智能融合算法实时运行功耗不大于5W(在甲方提供的运行平台上进行测试,考核算法运行时功耗增加量)。
研究周期:2024年9月-2026年9月
研究经费:20万元
完成形式:发表SCI论文不少于2篇,研究报告1份,仿真算法软件1套。
发布方式:公开发布
三、 申报方式
【1】申请人须具有副高级以上技术职称,须与至少一位我实验室研究人员合作申请;已获实验室对外开放项目资助但尚未结题的项目负责人不得申请。
【2】本次基金申报截止于2024年8月20日,请各申请人按照《惯性技术重点实验室开放基金课题申请书》要求完成填报,一式两份,加盖所在单位公章,并请将电子版刻盘一并邮寄,电子版要求含 word 和 PDF 版本,文档命名方式为项目名称﹣申报者姓名﹣申报单位。
【3】实验室将于8月22日前,统一组织专家对申请书进行审查。
【4】课题申请得到批准后,申请者应根据课题申请书和评审意见开展课题研究,并接受实验室检查和监督。
【5】研究获得的研究成果由实验室和申请者及所在单位共享,论文发表或其他成果署研究人员姓名和实验室人员姓名,同时请冠以“惯性测量全国重点实验室”和研究人员所在单位名称。
四、 联系方式
联系人:赵岩
联系电话:13810334931
通讯地址:北京市海淀区学院路37号北京航空航天大学新主楼
北京航空航天大学大科学装置研究院
/零磁科学中心(代章)