目标航向航速解算及验证方法研究

主要论述了在雷达产品应用中对海空目标相对和绝对航向航速的解算方法,并对几种可以提高航向航速解算精度的方法进行了探讨,最后提供了一种验证相对和绝对航向航速解算精度的方法。     

保持方位不变的观测平台机动模式分析

保持目标方位不变对目标运动要素解算及鱼雷攻击有着及其重要的意义.从目标的相对航向解算入手,提出了保持目标方位不变的观测平台机动航向的求解原理及方法,并通过仿真计算分析验证了其原理的正确性,给出了其应用价值.     

基于软件GPS接收机的最小二乘定向技术研究

利用GPS进行载体航向的确定,需要从整周模糊度解算和航向解算两个方面进行处理。采用改进的最小二乘解算整周法,并利用在GPS软件接收机,对真实卫星数据进行了处理,通过对航向角精度进行分析,对比不同基线长度时的定向结果,证明了该方法的有效性。     

基于SOPC技术的导航解算系统

以惯性导航系统的校正为应用背景,提出了一种基于SOPC技术设计导航解算系统的实现方案.介绍了解算系统设计的原理,重点研究了系统硬件平台的设计以及系统应用程序的开发.本方案设计实现的解算系统具有集成度高、运算速度快、解算精度高等特点,系统测试结果满足了用户设计性能要求.     

基于MEMS微惯性器件的姿态测量 单元设计与测试

MEMS惯组具有体积小、价格低、易于集成等优点,已被广泛应用于各个领域,为提高MEMS姿态解算精度,采用 Mahony互补滤波方法设计了MEMS惯性组件,Mahony互补滤波器将陀螺仪解算的高频姿态信号和加速度计－磁强计解算的低频姿态信号进行融合,提高测量精度,介绍了MEMS惯组硬件、软件、算法设计及无磁转台测试,无磁转台静态测量下的俯仰角精度0.51°,横滚角精度 0.5°,航向角精度1.1°。     

基于DSP的射程修正引信弹道解算器设计及性能分析

远程榴弹射程修正引信系统实现的关键是弹道解算器设计.弹道解算器要求能够实时辨识弹道、对信号实时处理、实时解算弹道并实时输出控制信号.设计了以TMS320VC33浮点DSP为核心的弹道解算器,并且进行了解算精度分析,结果表明,它具有数据实时处理能力强、功耗低等特点,其解算精度能满足工程要求.     

基于递推最小二乘算法的惯导姿态误差动态标定方法

在分析最小二乘算法原理的基础上,提出了一种基于递推最小二乘算法的惯导姿态误差动态标定方法,建立了计算模型,进行了仿真分析.仿真结果表明,该方法具有较高的解算精度和计算效率,航向误差解算精度优于3.5”,水平误差解算精度优于0.15".该方法解决了动态条件下惯导姿态误差实时标定的技术难题,对提高惯导姿态测量精度和测量船外...     

基于DSP的无陀螺捷联惯导系统设计

本文主要研究适用于旋转弹的微小型惯性测量系统方案.针对旋转弹高速自旋的特点,即使采用捷联式惯导系统,对捷联导航算法的实时计算能力和解算精度都提出了严格要求.这里提出了一种仅由DSP控制AD的弹载解算系统方案,首先叙述了系统的总体方案设计及关键芯片的选型,接着重点介绍了系统各模块的软硬件设计.在完成对多传感器信息的采集、处理、导航信息输出及存储等功能的同时,对整个电路采用微型化、低功耗设计.本设计在硬件上节省了系统的体积和功耗,软件设计上节省了解算周期.     

基于二阶插值滤波的室内航向估计算法研究

在室内行人导航中,为获取精确的航向角,提出了一种基于二阶插值滤波的航向估计算法。该算法通过建立四元数姿态运动测量模型,采用二阶插值滤波对陀螺仪、加速计和磁强计的测量数据进行数据融合,实现航向角解算,以过程噪声和测量噪声为设计参数,构造自适应噪声协方差矩阵,实现协方差误差估计最小化。通过对行走长方形参考路径得到的数据进行处理,加速计和磁强计组合与陀螺仪航向估计算法动态误差分别为13.6°和6.9°,采用二阶插值滤波航向估计算法后动态误差为2.3°。实验结果表明,该算法有效提高了航向估计的精度,减小了陀螺仪漂移、载体的线性加速度和周围局部磁场干扰对航向估计的影响。     

面向轮式机器人导航的轨迹推演

基于满足低成本轮式移动机器人平台的导航需求为目的,通过轮式机器人的运动模型,深入分析轮式机器的状态,实时地解算轮式机器人的相对位移和航向角,之后给上位机发送相对位移和航向角数据进行估算解析,最后通过解析出来的数据推演出轮式机器人的实时轨迹。实地实验验证了轮式机器人相对位移解算以及对上报数据进行解析算法的性能。本算法为轮式机器人的轨迹估算推演提供了新思路,实验结果证明了该算法的正确性与实用性。     

海上目标航向航速解算新方法

航向航速是海上目标的重要特征,能准确获取目标的航向航速对于海上目标的跟踪和识别具有非常重要的意义。当雷达载体具有较高运动速度时,雷达测量的目标位置信息是非线性的,并且海上目标运动速度慢,在短时间内,受雷达测量精度的限制,目标位置的微小变化量很难精确估算,此时需要建立精度较高的非线性滤波模型,利用卡尔曼滤波方法,提高目标位置信息的估计精度。针对单脉冲雷达,本文提出了一种实时性强,工程上易于实现的海上目标航向航速的解算方法,推导了雷达载体高速运动条件下跟踪目标的滤波方程,采用卡尔曼滤波方法提高了目标位置估算精度。紧密结合工程背景,利用雷达载体的GPS信息和目标测量信息实现了海上目标航向航速的高精度解算。分析了解算数据长度对解算精度的影响,并给出了不同目标选择数据长度的经验公式。最后,通过海上目标在不同场景下的仿真实验,验证了本文方法的有效性和正确性。      

航空光电平台机动目标跟踪定位技术应用

利用航空光电平台对机动目标进行侦察,使用机载平台参数对探测机动目标进行定位,通过卡尔曼滤波算法解决机动目标定位离散分布,通过滑动加权及滑动平均的方法对机动目标的航向航速进行平滑。工程应用表明,上述方法可以实现对航空光电平台探测机动目标进行实时自动定位及航向航速解算,数值定位滤波精度高,满足系统定位指标的要求。     

一种图像校正的偏振光罗盘系统的研究

导航传感器在探险、应急、精确制导武器、船舶、航空器导航和定位系统中起着关键作用。针对偏振光罗盘在倾斜状态下误差较大的问题,提出了一种利用加速度计和陀螺仪对偏振光罗盘进行图像校正的方法,设计了一种基于陀螺仪校正的偏振光罗盘系统。首先利用加速度计和陀螺仪计算得到载体姿态角,对偏振光图像数据进行图像校正,采用Stokes矢量法解算大气偏振模式分布,进而提取导航特征点,最后对特征点进行拟合解算出航向角信息。并且进行了静态和动态测试实验,实验结果表明,该算法能够有效的对偏振光罗盘姿态变化引起的误差进行补偿,可以将偏振光罗盘的航向角测量误差控制在1.86°之内,平均误差为0.09°。     

无人机的航迹跟踪与航向测量技术探究

针对无人机的航迹跟踪和航向测量提出了一种基于无源定位技术实现对无人机位置解算的方法。在定位算法中,采用扩展卡尔曼滤波算法对地面测量系统测得的无线电测距、角跟踪数据进行卡尔曼滤波处理,减小了因测距和测角误差对定位精度造成的影响,可保证对无人机航迹的稳定跟踪。仿真结果表明,该技术能够有效提高对无人机航迹跟踪精度,通过对航迹数据的解析可以实现无人机的航向测量。     

电力控制系统实时仿真模块设计方法研究

针对电力控制系统实时仿真中常用的微分方程解算模块、随机扰动模块、延时模块,详细讨论了基于四阶龙格—库塔法的微分方程解算模块仿真设计、随机数的产生原理及实现方法;针对延迟时间为仿真步距整数倍的情况,论述了仿真程序设计方法及流程.仿真模块化设计极大地缩短了复杂电力控制仿真系统的开发周期.     

一种快速的基于预积分的SINS等价解算方法

针对传统捷联惯性导航系统(SINS)解算算法解算周期固定、精度提升的同时导致计算量大的问题,引入了预积分技术对传统SINS解算算法中惯性量测数据处理进行等效简化,推导出等价惯性解算方法的状态更新方程.仿真结果表明,与二子样SINS解算方法相比,解算精度没有明显损失,但在解算实时性上有明显提升.     

无人机中磁航向自修正应用

以无人机组合导航系统为研究背景,针对磁传感器的误差校准方法,以及校准后磁航向误差进行研究。通过分析磁传感器误差来源,给出水平面内椭圆直接拟合模型。考虑磁传感器修正后的磁航向与GPS航迹角之间存在一定误差,建立航向误差角与磁航向之间的学习函数,从而辅助在GPS丢失情况下,采用学习后的磁航向来辅助无人机导航。飞行实验结果表明,利用该文采用的椭圆模型以及自学习函数,能够提高磁航向精度,从而可以辅助无人机在GPS丢失情况下航向解算。     

基于FPGA的侵彻过程数据采集系统设计

针对传统侵彻过程数据处理繁琐、采集效率低的不足,设计了一套基于FPGA的3轴高g值传感器数据解算自动采集系统。设计中以XC3S400为主控单元,MATLAB-GUI作为上位机软件开发平台。传感器产生电压信号经过主放大器INA827芯片,通过A/D转换器AD7934采样,将采样后信号存储到Flash中,经由FT2232C芯片通过USB传回计算机进行数据解算。通过实际测试验证,该系统不仅可以满足侵彻过程中数据的实时采集存储的要求,同时完成了侵彻过程数据处理解算。将数据采集与解算集成,提高了侵彻过程解算效率。     

基于激光位移传感器的3维位置测量算法研究

为了实现空间高微重力主动隔振系统反馈控制回路设计,采用6个激光位移传感器对隔振平台上3个正交的定位面的位移进行测量,实现对其3维位置和姿态的解算,并给出了推导过程,通过数值仿真,实验验证了有效性,同时对于解算过程中的误差来源与其对解算结果的影响进行了分析,给出了误差影响因素与解算误差之间的关系。结果表明,此3维位置和姿态的解算算法能够准确地解算出隔振平台的3维位置和姿态,且理论解算误差在30μm以内。此研究对基于位移测量的反馈控制回路设计有一定的实用价值和发展前景。     

基于光纤通信的分布式高速高精度数据采集系统设计

介绍了一个高精度、高信噪比的远距离分布式多通道数据采集系统的设计方法。该系统由前端采集模块和后端解算卡组成,其中前端分布式采集模块负责对模拟信号进行采样并在抗混叠数字滤波后,通过光纤通道将数据传给后端的实时解算卡做进一步的并行解算与分析处理。经最小二乘曲线拟合法测试表明,该采集系统的采样误差小于0.1%。