航天器高精度GPS导航定位技术研究

将GPS测量定位技术、求解卫星轨道摄动运动的Encke方法和广义Kalman滤波技术有机地结合在一起，提出了利用GPS实现低轨道航天器高精度自主导航定位的新方法——载波相位-伪距综合动态定轨技术，解决了GPS载波相位应用中动态解模糊和跳周修复的难题。以此为基础，提出了两个航天器之间的载波相位-伪距综合差分动态相对导航技术。数值仿真分析和半物理仿真实验结果表明，所提出的动态定轨技术是可行的，对提高GPS导航定位精度的效果是显著的，并且其模型、算法和软件具有工程实用性。     

伽利略导航系统若干关键技术分析

分析了目前最新的卫星导航定位系统——伽利略系统所采用的若干关键技术．从卫星轨道布置方式、信号与频率设计方法、伪卫星技术及信号服务等几个方面与GPS进行了对比研究．研究结果表明，Galileo系统具有定位精度高、兼容性好、功能全等优点，在新一代导航系统中具有重要地位．     

水下多缆定位建模及仿真分析

阐述了水下多缆定位基本原理，建立了多缆定位模型，分析了阵形设计中影响定位精度的主要因素，并提出了有效的解决方法，最后给出了仿真结果。仿真结果表明本文提出的定位模型能够达到较高的定位精度。     

综合利用GNSS伪距/相位组合及电离层残差法探测和修复周跳的研究

卫星导航定位技术GNSS在测绘、航天、军事和遥感领域都得到了广泛的应用。随着技术的发展,如何提高对GNSS中周跳的探测和修复是我们面临的首要问题。本文主要针对GNSS中的周跳问题,阐述了伪距/相位组合,电离层残差法探测和修复周跳的原理与方法。建立仿真模型,确立周跳探测与修复算法评判标准,分别对两种方法进行仿真,通过仿真得出,伪距/相位差法适合修复大周跳,电离层残差法能对小周跳进行探测,在单独使用一种方法时均存在一定的缺陷,仿真分析发现,两种方法联合应用,能克服各自缺点,适合多种条件下的周跳探测与修复。     

差分定位接收机动态校准

随着差分定位技术的发展,全球导航卫星系统的定位精度有了很大的提高。本文介绍了差分定位的原理,利用本实验室的标准基站,在现有静态校准的基础上,通过采用一种旋转机构,使差分定位双天线产生圆周的相对运动,从而实现对差分定位定向接收机的动态校准。     

卫星星座自主时间同步算法的研究

主要研究了空间卫星间时间同步的方法.在分析了卫星星座的特点和空间时间同步的要求后,提出了一种新的卡尔曼滤波方法来实现星座内卫星间的时间同步,并得到整个星座的系统时间.该方法通过伪距测量得到各卫星间的伪距,用卡尔曼滤波器得到卫星间的钟差和频率差,再对这些钟差和频率差进行加权统计平均,得到星座的系统时间,并以此结果修正卡尔曼滤波器参数,循环渐进优化预测结果,使整个星座内的卫星钟同步于星座的系统时间.对该方法进行仿真后,结果表明具有良好的收敛性和准确的预测值.     

微粒群算法在无线电干涉测距定位中的应用

节点定位是无线传感网络的重要支撑技术.无线电干涉测距虽然测距精度高,但用遗传算法和迭代最小二乘算法进行节点定位的误差较大,本文针对这一问题.提出了基于微粒群算法的节点定位.该算法能够解决连续空间多维函数的优化问题,满足了基于无线电干涉测距节点定位的需要.仿真证明:该算法具有实现简单,运行稳定,计算误差小等优点.与其他常用节点定位技术相比,无线电干涉测距定位技术具有定位精度高,传播距离远,所需硬件设备少等优点.     

多冗余被动定位系统精度分析

针对基于二元矢量传感器浮标的被动式水声定位系统高精度定位区域小的问题,采用增加浮标个数构成具有一定冗余度的测量阵,提高了系统定位精度,并且研究了冗余度对定位精度的影响。文中首先对基于纯方位测量的被动定位技术给出了多基阵解算算法的原理和解算步骤,然后仿真了多种冗余度(6~12个浮标)和不同阵型下的被动定位系统的定位精度。结果显示定位误差分布与测向误差、目标所处位置、阵元个数以及测量阵阵型有关,而且定位误差分布具有对称性。周边浮标组合在阵的中心区域定位精度较高,对角组合可以弥补四边连线附近的低精度区域。该仿真结果在参加的系统海上试验中得到了验证。     

GPS交通调度管理系统的设计与仿真

GPS技术为各种交通工具提供了实时导航定位能力,GPS车辆交通调度管理系统利用全球卫星定位系统、全球移动通信系统、地理信息系统,结合计算机网络通信技术对车辆进行指挥调度和监控.驾驶员和监控中心能够随时通过GSM短消息业务中心传送和查询指定车辆的GPS定位信息.仿真验证了车载导航定位子系统及基站采用的伪距解算软件.     

基于矢量传感器的双基地声纳数据融合

提出了一种基于单矢量传感器的双基地声纳定位数据融合算法.阐述了矢量双基地声纳数据融合定位算法的基本原理与解决方案.与常规声压双基地T/R-R声纳系统相比,矢量双基地声纳系统拥有更为丰富的声场观测信息.较之传统声压型,基于时延定位的算法(TOL),此新算法可带来更高的定位精度.在近基线三角区域,定位精度提高约23%,而在基线定位盲区附近,定位精度提高近40%.此新算法同时还解决了TOL算法的定位二值模糊问题.     

Attitude and orbit control for satellite broadcasting missions

This paper gives a broad introduction to the problems of attitude and orbit control of geostationary communications satellites. It specifically discusses the relationships between the satellite user’s requirements for a broadcasting mission and the design of the attitude and orbit control system. To put the subject in perspective, a brief review of past and present satellites is presented first. Then orbit control is described in terms of the forces that act on a satellite in geostationary orbit and the necessary station-keeping strategies. The design of attitude control systems for three-axis stabilised satellites is presented by considering the disturbance torques, attitude sensors and actuators and by identifying the various system problems and their solutions. Sources of error in pointing the satellite towards the earth are discussed together with the formulation of error budgets. Finally, the design approach for missions that require extremely accurate pointing is considered, and some remarks are given regarding the achievable accuracy for this class of satellite missions.     

一种新的三维卫星定位算法的研究

提出了一种利用３颗卫星进行三维定位的算法。该算法在利用现有ＧＰＳ接收机硬件的条件下,既可以求解用户的三维位置,还可以求出接收机的时钟偏差和频率偏差。对算法模型进行了原理推导,并在此基础上进行了计算机仿真。试验结果证明了该算法的正确性及实用性。     

车载移动测量系统定位准确度测试方法研究

阐述了移动测量系统的定位准确度需求,对圆概率法、均方差法和中误差法三种位置准确度评估方法进行分析比较,并在标准试验场内开展了车载GNSS/INS定位准确度测试。实验证明:中误差法的评估结果最准确,其误差小于1 m,明显优于圆概率法和均方差法。     

基于贴片机视觉系统的SIM芯片识别定位算法

目的采用贴片机的机器视觉技术实现SIM芯片高质量和高精度的识别定位。方法采用工业摄像机收集原始图像信息,上传到VS配置的Open CV系统中进行图像预处理,减少图像信息,方便特征提取。对芯片图像进行Zernike边缘检测,减少噪声干扰,改善图像效果。通过矩形拟合提取芯片轮廓,获取芯片中心坐标。最后,通过芯片轮廓面积的提取,获得面积区间,确定合格芯片,并对其进行识别检测。结果实验结果表明,识别合格芯片的正确率达到100%,且抗噪性好;芯片定位时,位置精度在0.5个像素之内。结论在复杂情况下,该方法可保证贴片机的贴装质量和精度,有利于提高贴装的合格效率。     

斜床身数控车床X轴定位精度检测

为了更顺利地完成斜床身数控车床X轴定位精度的检测,通过总结大量的工作经验,介绍几种激光干涉仪光路调整方法,阐明利用角度镜配合激光干涉仪及其它镜组完成光路调整的原理及步骤。该方法很好地利用了干涉仪配备的调整附件的特性,解决了斜轴光路准直调整的难题。     

微压力标准装置研制

详细介绍了一种液体压力计微压标准装置的研制,采用超声波液位定位技术实现液位准确定位,并采用激光干涉技术实现了液柱高度准确测量,同时对温度控制、位移控制、数据采集处理等分系统设计进行介绍,最后对微压标准装置进行了测量不确定度分析和验证,该标准装置填补国防系统5 kPa以下微压量值传递空白,解决国防系统高准确度微压仪器仪表的溯源问题。     

基于视觉反馈的包装机械手定位控制

目的 为了解决全自动食品包装机的块状食品抓取问题,以拾放并联机械手为研究对象,结合视觉反馈和预测控制,提出一种机械手定位控制方法。方法 给出了视觉反馈机械手总体设计方案,包括机械手本体、双目视觉系统和控制系统。研究输送带上运动食品的机器视觉定位算法。在考虑目标可见性约束和机械手执行器约束的前提下,将预测控制算法引入机械手的视觉伺服控制中,用于实现机械手末端位姿控制。最后,通过实验验证机械手的定位精度。结果 结果表明,平均误差可控制在0.7%,符合运动拾取精度要求。结论 所述控制方法可满足包装工艺要求,提高了包装过程自动化程度。     

玻璃瓶口定位与缺陷检测系统设计

目的为实现玻璃瓶缺陷在线检测,基于机器视觉设计一种瓶口定位和缺陷检测方法。方法介绍系统结构,包括相机、控制系统和剔除机构。详细论述图像处理算法,即:图像预处理、图像分割、瓶口定位、缺陷检测等。中值滤波完成玻璃瓶图像降噪处理,迭代阈值实现图像分割。基于像素坐标平均法完成瓶口定位。对于瓶口断口和破损等缺陷,分别采用径向积分投影和双圆周扫描实现瓶口缺陷检测。最后进行实验研究。结果实验结果表明,所述算法的性能指标均为98%左右,实现了准确、快速、无接触检测。结论该系统操作简单,能够满足实际使用的需求。     

基于卡尔曼滤波和粒子滤波融合的UWB室内定位算法

基于超宽带(ultra-wideband,UWB)室内定位技术得到了广泛的发展,然而,在LOS(line-of-sight)和NLOS(non-line-of-sight)环境下的UWB的测距信息均存在不同程度的误差,因此,提出了一种改进的卡尔曼滤波算法对UWB原始数据进行平滑处理;之后提出卡尔曼滤波(Kalman filters and particle filters,KPF)和粒子滤波融合的算法。通过卡尔曼滤波得到的状态量和误差协方差进行粒子采样,克服了传统粒子滤波进行粒子采样时的运动学模型与实际运动不相符的缺点,大幅减少了粒子退化的现象。经过实验,该算法在LOS和NLOS环境中的定位精度分别提升了20.6%和15.6%。