应用于高速铁路的低成本组合定位系统设计

提出了一种基于卫星定位和航位推算（Dead Reckoning,DR）技术的低成本高速列车组合定位系统设计方案.在卫星定位系统中,方案采用了GPS/BD双卫星定位系统;在航位推算系统中,提出了一种双加速度计单陀螺仪单倾角传感器的传感器组合方案;采用了双CPU结构体系的运算控制模块,提高了组合导航系统的可靠性和实时运算性能.通过基于“当前”统计模型的联合卡尔曼滤波算法对GPS/BD系统和航位推算的数据进行滤波和信息融合,并利用卫星接收机提供的位置精度因子进行信息融合方案的自适应选择,进一步提高和完善了组合导航系统的定位精度和系统性能.     

组合导航信息融合技术研究

为了防止组合导航局部滤波器性能变化而调整信息分配的问题,本文分析了联合卡尔曼滤波算法中参考系统、主滤波器以及局部滤波器的特点,具体描述了组合导航系统的联合滤波算法,提出了一种基于广义特征值分解的自适应信息分配策略.该结果表明,在工程实践上,采用组合导航信息融合技术可以解决根据组合导航局部滤波器性能随时调整信息分配策略的问题.     

基于DSP测量组合导航系统设计

随着微机电系统(MEMS)技术的发展,采用MEMS技术的微小型低成本捷联惯性导航系统已成为目前的一个研究热点;而单一的导航定位定向系统已经不能满足我国在军事领域和民用领域对导航、定位、定向精度的要求,以捷联惯导系统(SINS)和全球定位系统(GPS)相结合构成的组合导航系统以其较高的精度、低廉的成本逐渐被应用于各个领域.本文以MEMS芯片为基础,研究基于DSP测量的低成本SINS/GPS组合导航系统的设计和实现,旨在实现组合导航系统小型化、低成本、高可靠性和智能化.     

DNS与GPS组合导航技术的现状及发展趋势

随着ＧＰＳ的发展和不断完善，目前国际上已将ＧＰＳ应用于机载导领域中，同时也将ＧＰＳ与其他机载导航设备，如ＯＭＥＧＡ，ＶＬＦ，ＩＮＳ及ＤＮＳ等进行组合，组成组合式导航系统，来提高导航空位的可靠性和导航精度。     

室内微型组合导航计算机设计

通过对室内导航技术的分析,结合嵌入式控制技术和和微机电系统(micro electro mechanical systems,MEMS)技术,提出了基于MEMS惯性/视觉的室内微型组合导航计算机设计方案。该方案以室内导航的性能需求为基础,设计了以MEMS惯性传感器和摄像头为主要传感器电路,并融合各模块数据完成了计算机系统设计。测试结果表明该系统能够正确采集前方障碍物的距离信息和运动信息,体积小,可靠性高,满足室内导航的要求。     

MEMS加速度计敏感元件测试仪的设计与实现

基于敏感元件的特性本文设计出了一种MEMS加速度计敏感元件特性测试仪,即利用电容检测电路和基于虚拟仪器的频谱测试仪对MEMS敏感元件的频谱特性进行测试而得出其重要性能参数。电容检测电路和虚拟仪器频谱测试仪分别在实验室内进行了误差分析,电容检测电路的最大非线性误差为0.127 7%,频率特性测试仪的幅值最大误差为0.352 6 dB,相位最大误差为1.365 6°。     

车辆组合导航仪多传感器数据采集模块

本文对多传感器智能组合导航仪的数据采集模块进行了设计,并利用51单片机作为核心部件构架整个模块.给出了系统框图、原理图设计.介绍了GPS数据格式以及陀螺仪信号形式、速度传感器信号特点,利用数据通信原理的知识将3个数据信号有机地融合,从而创造性地定义了传输数据的格式,并采用了特别设计的传送方式.采用51汇编语言进行了软件的程序编制,并在单片机仿真环境下调试通过,已在硬件环境下试运行.整个系统运行正常,达到设计要求.     

基于DSP的组合导航系统设计

组合导航系统在军民用中有着巨大的应用前景,在高空无人飞行中,组合导航系统的性能直接影响到飞行控制的精度和稳定性。为设计结构紧凑、体积小巧、精度较高、稳定性好的组合导航系统,对微型组合导航系统进行了研究,设计了信号调理电路、模数转换电路、串口扩展电路,并根据所选用的DSP型号—TMS320C6713的特点进行了硬件版图设计,最后对所设计的组合导航系统给出了软件设计。仿真结果表明所设计的组合导航系统稳定性好,精度较高。     

基于联邦卡尔曼滤波器的容错组合导航系统设计

针对SINS/GPS/DVS全源组合导航系统在非理想状态下的容错性差,无法实现多源组合导航系统最优化的问题,建立基于卡尔曼滤波器的导航子系统局部滤波器和基于联邦滤波器的全源导航系统全局滤波器,设计了一种全源容错组合导航系统.通过仿真验证,该全源导航系统能够在子系统出现故障的情况下实现高精度导航,满足临界空间飞行器对导航...     

电子地图匹配算法在GPS和DR组合车载导航系统中的作用

在许多车载导航系统中,用GPS和DR组合导航的方法来给车辆定位,然而由于不知道GPS的噪声,估计的位置会有不期望的误差.为了解决这个问题,电子地图匹配的方法被介绍.它使用电子地图来修正定位误差.文章介绍了用电子地图来修正GPS和DR组合导航系统的定位误差.     

基于自适应卡尔曼滤波算法的紧组合导航系统的研究

为了提高子滤波器滤波精度和优化信息融合算法,提出一种基于在线调节因子的自适应卡尔曼滤波算法。首先讨论采用卡尔曼滤波技术的理论依据,设计SINS/GPS紧组合导航系统。提出改进的自适应卡尔曼滤波算法,该方法通过构造自适应参数因子,并利用量测噪声协方差阵与自适应参数的比值实现在线修正量测噪声协方差阵。通过MATLAB仿真,与传统基于标准卡尔曼滤波算法的紧组合导航系统相比,其各向位置误差和速度误差均得到明显降低,从而达到提高组合导航定位精度和优化信息融合算法的目的。     

卡尔曼滤波在组合导航数据处理中的应用

通过自主推航算法设计、仿真分析及程序测试等,围绕基于航位推算算法的GPS/DVL/FOG组合导航系统中多源信息滤波问题进行了详细研究与分析.联系已建立的数学模型并且引入卡尔曼滤波算法来进行数据处理,抑制水下无人航行器导航定位数据测量过程中的误差干扰信号.利用水试实验数据,将滤波后航位推算得到的航迹轨迹同GPS定位轨迹进行比较和分析,发现经过滤波后的航位推算所得航迹与GPS定位轨迹基本保持一致,并且其基于GPS数据的导航偏差很小,且最终趋近于无穷小,最终提高了导航定位精度.     

智能社区综合能源优化管理研究

居民负荷由于用电时间集中,已成为电力峰荷的主要组成部分,同时随着智能电网技术的发展,需求侧响应作为缓解电力供需矛盾的有效途径备受关注。以智能社区为背景,结合冷热电联供(Combined Cooling Heating and Power,CCHP)系统能效高、经济效益好等优势,与居民需求侧响应的潜力,提出两阶段优化模式。第一阶段,社区物业根据负荷预测及光伏出力预测,优化CCHP系统各部分出力,最大化物业净收益。第二阶段,家庭能量管理系统(Home Energy Management System,HEMS)根据CCHP系统启停及出力情况与分时电价,优化家庭负荷工作时间,最小化用户费用。最后通过对比不同案例仿真结果,证明了该两阶段优化模式能够实现供能侧与用能侧的双赢。     

航空用多传感器组合导航信息融合的研究

在已有的SINS/GPS组合导航系统的基础上,将联邦kalman滤波算法与组合高度三阶回路算法动态结合,并利用改进型自适应滤波算法对系统进行实时系统噪声和量测噪声水平估计和修正,实现了SINS/GPS/高度计/磁罗盘多传感器组合导航系统有效融合。所设计系统综合利用了各传感器的优点,克服了各传感器的缺点,并能实时正确地测得载体的三维速度、位置和姿态信息,尤其是高度通道上的速度和位置信息,使多传感器组合导航系统能长时间、有效、稳定地进行飞行导航。经半实物仿真实验表明,所设计的组合导航系统具有较好的稳定性和较高的精度。     

航位推算法在导航定位中的仿真研究

航位推算(DR)法最初用于船舶的航行定位中,所使用的加速度计、磁罗盘、陀螺仪成本高,尺寸大.而随着微机电系统技术的发展,加速度计、数字罗盘、陀螺仪尺寸、重量、成本都大大降低,使得其可以在行人导航中得以应用.针对DR算法的原理,利用GPS/INS紧密组合导航系统INS 1200进行导航实验,采集实时数据,利用DR算法以及坐标转换算法对实验数据进行处理,通过MATLAB软件模拟了经过坐标变换后的定位图.仿真结果表明,DR算法在短时间内有较高的导航精度,对短时间导航有较大意义.     

多传感器组合导航系统的联邦UKF算法研究

多传感器组合导航系统是一种典型的非线性系统,为了提高其滤波精度,本文提出了多传感器组合导航系统联邦 UKF 算法。 首先,在建立多传感器组合导航系统的非线性状态方程及线性量测方程的基础上,对标准 UKF 进行了简化;然后,以简 化 UKF 为基础提出了多传感器组合导航系统的联邦 UKF 算法,并设计了姿态融合算法及其故障检测函数以验证该算法的容 错性能;最后,以 GNSS / CNS / SINS 多传感器组合导航系统为例进行了仿真验证。 仿真结果表明,相对于联邦线性卡尔曼滤波 器,联邦 UKF 算法可提高位置及姿态精度约 25. 8%、22. 2%,同时继承了联邦线性卡尔曼滤波器的容错性能。     

离散型极大值原理在组合导航系统可靠性最优化中的应用

研究了离散型极大值原理在组合导航系统中可靠性最优化中的应用,提出了一个简单而实用方法求多个约束条件下的可靠性的极大值,并通过一个实例来说明该方法。数字模拟表明,用该方法求解结果是最优的。