精度鉴定试验中GPS测姿方法及测姿精度分析

为了分析GPS双天线的实测精度,以精度鉴定试验GPS双天线测姿为研究对象,依据测姿原理,通过坐标转换简化了姿态解算方法和误差分析算法。经高动态实测数据对GPS双天线测姿系统测量的俯仰角、航向角进行了精度分析,测试结果表明:其测姿精度优于0.2°,显著优于电子罗盘测姿系统2°的精度,很好的解决了电子罗盘测姿时标校难、精度低且易受干扰的问题,可用于高动态、高精度、直航路、匀航速、高采样率的GPS精度鉴定系统试验机载姿态测量任务。     

基于GPS测姿仪的电力铁塔姿态监测研究

针对电力铁塔的实时高精度姿态监测问题,对GPS基线测姿原理进行研究,设计和开发了GPS测姿仪,在3D3S软件中建立电力铁塔的三维模型并对其施加极端荷载,通过分析仿真结果,得到铁塔姿态角的合理变化范围及确定测姿仪安装位置,并制定了铁塔安全状态判定策略,提出了基于GPS测姿仪的电力铁塔姿态监测方案。搭建铁塔场景对测姿仪的测姿精度进行实测实验,实验结果表明:GPS测姿仪的测姿精度达到0.1°,可满足电力铁塔监测要求,稳定性好,能够实现高精度实时监测。     

基于CAIS的机载设备系统

针对当前机载设备领域的最新发展,为满足现代飞行试验测试设备通用性的需求,提出基于通过机载测试设备系统（common airborne instrumentation system,CAIS）的通用机载测试设备系统开放架构设计方法,使系统具有开放的架构,实现不同试飞测试系统内设备的通用性和可互换性,能应用于不同机型和不同的试飞科目。由该方法设计的测试系统已成功得到应用于飞行试验,结果表明,系统不仅够满足该型参数测试的需求,且具有测试精度高、运行稳定、可扩展性好等特点,适应陆军、海军和空军的试飞测试任务。     

多传感器、光电结合的某自动对准系统设计

设计了一套完成照射器检测天线对照射器的自动对准过程的系统.系统以电对准和光学对准两种手段相结合的方法,利用多传感器技术、GPS定位及测姿技术、无线数据传输以及多通道实时视频采集技术完成了系统设计.系统中,以GPS接收机分别测量检测设备和被测照射器的GPS坐标,通过计算得到两者的相对航向,利用测姿设备完成两者的姿态测量,得到相对俯仰角,从而完成检测天线对照射器在航向和俯仰两个方向上的初步对准.之后,利用光学对准系统对被测照射器电磁波的最大功率方向进行精确对准.利用Lab Windows/CVI 6.0和EVC完成了软件设计.实验结果表明系统满足设计指标要求,具有良好的应用前景.     

捷联航姿系统加速度计振动噪声平滑技术

捷联航姿系统(AHRS)主要用于输出载体的姿态与航向信息,是现代机载航电系统的关键设备.航姿系统工作过程中,载体的振动会增大惯性测量器件(IMU)输出噪声,降低航姿解算精度.针对于此,研究了飞机振动环境下的捷联航姿系统惯性器件输出的特性,设计了一种基于模糊推理的自适应变步长平滑滤波器,最后通过线性随机振动试验对滤波器性能进行了验证.试验结果表明,设计的滤波器可以有效抑制振动环境加速度计测量噪声,提高航姿系统在机载飞行环境中的姿态输出精度.     

斜视条件下机载InSAR基线分析及定标法

干涉参数定标对机载InSAR系统获取高精度数字高程模型具有重要的意义。物理基线长度是干涉定标需标定的重要参数之一。在斜视条件下，有效干涉基线不等同于物理基线，并且受到载机姿态角的影响。传统的干涉定标方法直接利用InSAR高程反演模型对干涉基线的偏导构建敏感度方程，其标定的基线参数为有效干涉基线，而非实际的物理基线。针对该问题，对斜视条件下的有效干涉基线进行了分析，建立了有效干涉基线与物理基线和载机姿态角之间的关系，并提出了针对实际物理基线的定标方法。最后，利用中国科学院电子学研究所X波段机载InSAR获取的实际数据进行了外定标处理实验，验证了该方法的有效性。     

机载水平惯性稳定平台系统

本文提出了基于DSP(TMS320F2812)和各种惯性传感器的机载水平惯性稳定平台系统,并提出了整体设计方案,最终对整个系统进行了实现.本系统应用于航空遥感领域,工作时与载机固联.可以隔离载体角运动、精确跟踪当地水平面,实时输出机体与当地水平问的姿态角.系统为双框架结构,采用TMS320F2812作为核心控制部件,将对陀螺、加速度计的采样结果经控制算法后输出PWM波给力矩电机,对平台进行实时控制.该套系统具有体积小、重量轻、成本低等优点.系统研制完成后进行了一系列测试工作,符合设计指标要求.     

塔康导航系统地面专用检测设备校准方法研究

塔康导航系统地面专用检测设备是专门针对塔康导航系统(机载塔康设备和地面塔康台)来进行定期维修和检测的。但是在国内,对塔康导航系统地面专用检测设备方位和距离的测量和校准还是空白。为此,我们探索了塔康导航系统地面专用检测设备的校准,介绍了分离这些方位信号和距离信号的设计方案以及一整套比较完整的校准系统。该系统具有较小的测量误差,完全满足被校的技术指标,达到了设计要求。     

机载电子侦察设备测向性能评估

介绍了短基线时差测向原理,总结分析了影响机载短基线时差测向体制的电子侦察设备测向性能的主要因素,结合工程应用,详细介绍了更科学的评估电子侦察设备测向性能的试飞方法和数据处理方法,并给出了部分实际试飞试验数据的分析评估结果。对机载电子侦察设备靶场试验的测向性能评估具有一定的借鉴意义。     

基于点目标的机载SAR极化定标改进算法

极化合成孔径雷达(PolSAR)系统必须经过极化定标才能有效的获取极化信息,其中基于点目标的极化定标算法具有简单、易用的特点从而广泛应用.在Whitt提出的点目标极化定标算法的基础上,考虑了载机姿态对极化定标的影响,进行了改进.并利用电子所研制的一部机载PolSAR系统进行了极化外定标实验验证,实验结果表明利用改进算法...     

机载惯性导航设备雷电防护技术与应用

首先介绍了RTCMDO－160标准中的雷电试验方法,在此基础上分析了雷电信号对机载电子设备的影响机制;接着以惯性导航设备为例建立了设备级和电路级的雷电防护模型,并总结了不同电气特性接口的防护设计方法;最后,通过某型机载惯性导航设备的雷电特性试验,验证了防护设计的合理性与有效性。     

机载设备的UUT模型标准化描述及其软件实现

针对机载电子设备测试系统对TPS可移植的迫切需求以及目前UUT信息描述不规范的问题,参考ATML标准,研究了基于机载设备的UUT模型描述方法,开发了实现UUT标准化描述的建模软件。提出了被测机载设备的UUT模型描述结构,包括UUT的基本信息和测试信息,并采用统一的信号与测试定义标准STD描述UUT的信号需求。当被测设备或测试需求发生改变时,通过建模软件可生成新的UUT模型 xml文件供测试程序使用,避免了测试程序的重新开发,有助于实现TPS的可移植。     

飞机二次电源负载特性仿真计算与检测分析

二次电源设备是飞机直流电网的供电电源,也是飞机交流电网的用电设备,其交流侧负载特性反向影响了飞机交流电网质量,直流侧电源特性直接影响了飞机直流电网品质。基于Matlab/Simulink建立某飞机二次电源设备变压整流器的数学模型,并完成负载电流仿真计算。实验室搭建该设备的负载特性检测硬件平台,并开发LabVIEW虚拟仪器远程控制及数据分析软件平台,完成交流侧负载特性和直流侧电源特性的实测波形分析。仿真计算结果验证了实测平台的有效性,结合仿真计算和实测数据分析可知,设备工作向飞机电网引入较大奇数次谐波较易超出标准限制,其中第11次和13次谐波较为明显,3的倍数次谐波和偶数次谐波较小;直流侧纹波电流的引入值符合标准要求。典型机载二次电源设备的负载特性仿真计算和实验测量分析对飞机二次电源的进一步深入研究具有一定参考价值。     

四旋翼飞行器姿态控制建模与仿真

四旋翼飞行器是典型的欠驱动、非线性、强耦合系统。其姿态控制精度和抗干扰问题一直是研究热点之一。为了实现小型低成本四旋翼飞行器姿态准确控制,详细分析了四旋翼飞行器受力情况,利用牛顿-欧拉方程建立了四旋翼飞行器非线性动力学模型,针对四旋翼飞行器在实际飞行过程中经常会遇到阵风、气流等不确定外界干扰,设计了基于小扰动的PID控制器,并通过对俯仰通道、横滚通道、偏航通道MATLAB/Simulink仿真模型进行仿真测试和结果分析。结果表明:所设计控制算法能够满足四旋翼飞行器姿态控制要求,并具有较好的抗干扰性能。     

飞机着陆下滑道与输电线路垂直防护间距分析

飞机着陆下滑过程中，应与穿越或接近机场飞行区端净空的架空输电线路保持一定的垂直间距，防止对机载导航电子设备干扰。根据不同类别飞机着陆系统的性能和防护指标，分析了无线电干扰程度，并验算了干扰防护率；结合下滑道净空特点和相关标准规定，计算出了下滑道关键点净空要求及防护间距。结果表明：对于双信标着陆系统，下滑道应与架空输电线路保持不小于150m的垂直间距；对于当前主流使用的仪表着陆系统，应根据下滑信标发射方向和飞行程序计算确定垂直间距，150m的垂直间距有很大裕度。     

一种导航计算机检测设备

本文提出了基于虚拟仪器技术和自动化测试技术相结合的导航计算机检测设备。设备的上位机运行LabVIEW程序产生载体姿态信号,将信号通过RS232传输,最后在基于FPGA的硬件电路上产生与真实陀螺相同的输出信号。被测导航计算机在此输入信号下工作并给出导航计算的输出结果。数据采集由上位机完成,并以此评判导航计算机的状态,完成现场快速测试和故障诊断。本文主要论述上位机的工作,对FPGA的应用也作了简单介绍。     

逆向求解整周模糊度的姿态测量方法

导航卫星载体姿态测量是航空、航天、航海和陆地导航中的关键问题。该文提出了一种逆向求解整周模糊度的载体姿态测量方法。基于相位双差观测方程构造适应度函数,采用进化算法搜索得到基线的初始姿态角,并由此求解出双差整周模糊度N,此后基于N实时计算基线姿态。该方法避开了直接搜索整周模糊度,可实现性好,同时又可以保证姿态解算的效率和稳定性。实验结果表明该方法不仅具有很高的测姿精度,而且在动态条件下具有良好的稳定性和动态性能。     

一种航空相机机载任务处理系统设计

航空相机安装在航空飞行器上,用于获取高质量的航拍图像。航空相机在机载环境下工作时,需要为像移补偿组件提供姿态和飞行参数使其工作,同时需要发出工作指令并监控航空相机返回的信息。为此提出了一套机载任务处理系统系统,采用高端工业计算机和多通道串行总线接口卡为硬件平台,设计了系统的人机交互软件,实现对机上惯导系统的飞行参数接收并接收人工输入的工作指令,使相机正常工作。对系统组成、模块的功能、总线数据收发信息的处理机制进行了描述。使用该系统控制某航空相机空中工作,所获取的图像清晰满足指标要求,这表明该系统工作正常,性能稳定。     

基于WINCC6.0和STEP7的直流调速系统的设计和实现

根据民用飞机电源系统发电机的试验需求,基于WINCC6.0和STEP7软件,设计并实现了用于模拟飞机发动机的拖动台直流调速系统。该调速系统具有优异的转速调节特性,良好的人机交互功能和保护功能,能较好的满足民用飞机发电机的试验需求。基于WINCC6.0和STEP7的直流调速系统的成功实现,不仅保障了民用飞机电源系统设计验证工作,而且还积累了我国民用飞机电源系统试验配套设施研制经验,对我国民用飞机电源系统试验具有重要的指导意义。     

一种便携式微纳卫星姿控测试系统

通过分析微纳卫星姿控系统的测试特点，设计了一种便携式微纳卫星姿控测试系统。该系统采用标准的PXI总线，具有标准的内外接口、集成度高、便携性强的特点。依据测试系统工作原理，从硬件结构和软件架构两方面进行了系统设计。根据星地接口特点，系统硬件在满足测试需求的基础上，采用功能密度高的标准、通用货架产品来构建系统。软件按照方便易用、灵活配置的原则，采用模块化的方式实现，使系统具有良好的人机交互界面。系统研发完成后，在型号测试中进行了实验验证，结果表明该系统较以往设备具有更好的集成度和便携性。