经验模态分解在地磁匹配导航中的研究

实测的地磁数据易受到软硬磁干扰,导致地磁数据特征不明显,严重影响地磁匹配导航的准确性。该文对实测的地磁信号分别经小波强制降噪、小波阈值降噪和基于经验模态分解的阈值滤波,处理后的数据与实测的地磁数据分别进行了地磁匹配,匹配结果显示,基于经验模态分解的阈值滤波方法的匹配误差最低。该方法运用在使用磁通门与陀螺组合方式进行的车辆导航中结果表明该方法可以有效提高导航的精度。     

水下地磁导航实时量测野值的离线模式辨识

水下地磁导航因其无源性、广域性等优点成为目前导航领域研究的前沿课题,但地磁场的不稳定性使得相关匹配定位过程易受实测粗差的影响而发散.鉴于水下载体运行较慢和通常的海洋磁测仪器可快速测量的特点,结合地磁量测序列为均值非平稳过程的数学归纳,提出水下地磁导航实时量测野值的离线模式辨识算法.该算法包含匹配序列末点前分段容错检测和匹配序列末点一步预测判定2个环节.仿真试验结果表明,该方法可有效增强水下地磁导航相关匹配定位中的发散抑制能力.     

基于特征向量简化的复杂土木结构损伤检测

针对PNN在有噪声情况下进行结构损伤检测时输入矢量数目大,匹配模式多,训练时间长的缺点,提出了运用主组分分析法来处理数据的概率神经网络损伤定位方法.研究发现,运用该方法进行损伤定位,不仅输入矢量数目和训练时间少于未简化的PNN,而且可以极大地提高损伤定位的识别精度.     

基于在线学习磁校准的行人航位推算算法

目前常用的微机电系统磁传感器存在时变的软磁和硬磁误差,这些误差严重影响基于地磁的航向估计以及地磁匹配定位算法性能.利用行人正常行走过程中产生的机会性自然旋转,使用陀螺仪感知磁传感器小尺度姿态改变,构建包含多个优选磁观测对的基于余差动态加权的非线性目标代价函数,使用具有全局最优解的布谷鸟非线性优化算法在线动态估计软磁和硬磁误差.使用所提磁校准算法可降低3.09°的平均航向误差.在行人航位推算算法上进行测试,航位估计相对误差为2.09%.     

施工测量中的平面位置放样方法及其误差分析

建筑物定位的点位放样精度和放样方案的选择在整个建筑工程的施工过程中占有重要的地位。本文首先分析建筑施工平面位置放样的精度要求,然后讨论几种点位放样方法的误差问题,测边精度与测角精度合理匹配问题,从而为建筑工程进行点位放样时合理的选择放样方案提供参考。     

一种快速载体磁场补偿方法研究

在地磁导航应用中,地磁场的测量不可避免地会受到载体磁场的影响,降低了地磁导航的精度,因此必须对地磁测量数据中的载体磁场实时快速进行补偿.在详细分析载体上硬铁材料、软铁材料产生磁场在载体运动过程中的特性的基础上,提出了一种快速载体磁场标定及补偿方法.该方法本质上是将载体磁场补偿问题转化为椭圆拟合问题,利用带椭圆约束的最小二乘拟合方法对多于6个航向的捷联式三轴磁传感器测量数据进行椭圆拟合,进而实现载体磁场的快速标定和补偿.通过仿真试验表明,该方法具有简单快速,易于实现的特点,可以达到与磁传感器等精度的补偿效果,且在低信噪比情况下具有较强的鲁棒性.     

观测噪声时间相关的动态定位算法

在动态定位数据处理中,动态定位的精度和可靠性除受观测偶然误差和系统误差的影响外,还受时间相关的观测噪声的影响.在观测噪声不满足时间不相关的假设情况下,卡尔曼滤波将达不到最优滤波效果,并且其误差协方差阵也是错误的.分析了测量噪声时间相关对卡尔曼滤波结果的影响,给出了观测噪声时间相关时的卡尔曼滤波递推公式.实例计算结果表明,采用该算法能够有效地消除测量噪声相关性对滤波结果的影响.     

一种低成本地磁匹配导航方法

针对地磁匹配依赖惯性系统信息的现状,提出了仅利用磁测计和里程计的低成本地磁场定位方法.为解决搜索空间过大的问题,以遗传算法在匹配区域搜索可能的航迹.遗传算法用相关性度量作为适应度函数,并以定向而非随机方式实现变异.仿真结果显示,在仅提供地磁场测量信息与测点间距的条件下,该方法能够以较小误差有效实现任意形状航迹的匹配.     

火箭垂直返回双幂次固定时间收敛滑模控制方法

垂直起降可重复使用火箭返回飞行时受到复杂扰动和强不确定性影响,其姿态系统呈现出强非线性和高动态的特点.为克服扰动影响实现对姿态角指令的快速高精度跟踪,提出了一种基于双幂次固定时间收敛滑模面和固定时间收敛扰动观测器的快速高精度姿态跟踪控制器.对于返回飞行姿态控制系统中的有界匹配扰动,为避免观测器的调节过程影响控制系统的性能,在控制器的设计中引入了固定时间收敛扰动观测器,从而实现了对扰动的快速高精度估计;为实现姿态跟踪控制器的固定时间收敛,给出了基于双幂次修正项的一种双幂次固定时间收敛滑模面;基于观测器输出和双幂次固定时间收敛滑模面设计了快速姿态跟踪控制器,通过引入固定时间收敛扰动观测器的输出以补偿扰动影响,从而在允许的精度损失下去除不连续控制项以抑制滑模抖振. 最后通过返回飞行大气层内气动减速段的数值仿真验证了观测器和基于固定时间收敛扰动观测器的固定时间收敛滑模跟踪控制器的性能.     

基于混沌同步与自适应控制的神经元模型参数估计

提出一种基于混沌同步和自适应控制的方法，从神经元的动作电位序列估计神经元模型的所有参数.研究了系统参数扰动对参数估计的影响，得到测量噪声强度与参数估计精度的关系.数值仿真表明该方法能很好跟随参数的扰动.随着测量噪声强度增加，参数估计精度越低.