高速旋转弹捷联磁传感器在线校准方法

针对高速旋转弹用磁传感器的误差校准参数在发射前后发生变化,造成磁测姿态误差较大的问题,文中提出了基于递推最小二乘估计的磁传感误差参数的在线校准方法。滤波器选取磁传感器的误差模型为系统的动态方程,磁传感器输出作为量测信息,采用递推最小二乘估计完成误差参数估计。以152 mm炮射榴弹为仿真对象,对所设计的滤波器进行仿真验证,结果表明该方法能有效的提高磁测姿态系统的测量精度。     

组网雷达系统误差合作校准方法

在最小二乘ECEF法雷达系统误差配准的基础上,给出了广义最小二乘ECEF法的计算过程.结合实际使用时长期公共目标选择的难题,提出了多目标GLS法来估计雷达的系统误差,能充分利用监视空域内的短期公共目标.通过仿真,验证了多目标GLS法在减少计算量的同时,能保证算法的有效性.利用目标优选和数据融合的方法构造的合作校准法,把组网雷达两两配准的结果进行融合,进一步提高了估计精度.仿真结果显示,在提高径向误差估计精度的同时,合作校准法能大幅度提高角度误差估计的精度.     

基于最小二乘法的数据采集仪电压校准系数提取方法

针对传统线性校准系数只适应开放性操作不适用于黑匣子采集模式的电压数据校准,且只能使用通过原点的直线获得校准系数,不能消除非线性误差的问题,提出了基于最小二乘法的数据采集仪电压校准系数提取方法。该方法采用最小二乘法原理建立与所有参数点相关的数学模型,将数学模型的系数作为电压曲线的校准参数。实验验证表明,利用该系数建立的数学模型与参数点相关性很好,可有效消除非线性误差,校准后的电压数据更接近于实际真值,激活段的数据准确率可以提高20%以上。     

基于贝叶斯估计的加权最小二乘分布式融合

针对不同观测矩阵加权最小二乘算法没有考虑到模型参数本身信息的共同缺点,提出基于贝叶斯估计的带不同观测矩阵的加权最小二乘分布式(Bayes Estimation Weighted Least Square,BEWLS)融合Kalman滤波算法。该方法首先采用推广的离散卡尔曼滤波对非线性系统线性化,然后在考虑模型参数本身的先验信息条件下,采用基于贝叶斯(Bayes)估计方法对Kalman滤波算法的观测方程进行加权最小二乘融合。BEWLS融合算法减少了计算负担,提高了融合精度,便于实时应用。理论和仿真证明:BEWLS融合具有优越性。     

基于无陀螺惯性测量装置考虑全加速度计安装误差时弾丸姿态优化算法研究

研究了存在安装误差时基于加速度计比力信号解算高自旋弹丸角速度和姿态角的方法。设计了一种十二加速度计配置方案，建立了存在安装误差时的角速度解算数学模型，采用非线性最小二乘法的阻尼高斯牛顿法研究了算法精度。结果表明该方法能有效抑制安装误差，精度高，具有工程应用价值。     

基于最小二乘法的导弹SINS失准角空中估计算法

针对在导弹主动段飞行过程中,快速估计修正捷联惯导系统数学平台失准角的问题,分析了在惯导陀螺精度较高,失准角在短时间内变化较小的情况下,仍将失准角视为状态变量,利用Kalman滤波算法来估计的局限性,推导了发射惯性系下惯导误差传播模型,将失准角视为不变参数,提出了基于最小二乘法的失准角空中估计算法。最小二乘算法计算简单,使用方便,仿真结果也表明,基于最小二乘法的失准角估计速度比Kalman滤波算法更快,估计过程也更平稳。对飞行试验数据进行离线计算验证,充分验证了算法的有效性。     

GPS单点定位动态滤波算法研究

将卡尔曼最优估计理论应用于GPS导航定位系统，它主要针对高动态用户设计了一种基于卡尔曼最优估计理论的定位算法．采用卡尔曼滤波技术来提高动态GPS导航定位精度和动态性能；对最小二乘法和卡尔曼滤波法的定位系统进行了仿真，并对定位误差和测速误差作了比较分析。结果表明。与最小二乘法相比，动态卡尔曼滤波算法能得到较好的滤波效果．定位精度有了明显提高。     

微型垂直基准仪的陀螺动态误差补偿

为了提高舰载微型垂直基准仪的姿态测量精度,有必要补偿系统中陀螺的动态误差。在分析系统动态误差原因的基础上,建立了MEMS陀螺的非线性误差、不对称性误差和角加速度项误差模型;分别采用自适应分段的方法补偿非线性误差,模型中增加角速度绝对值项补偿不对称性误差,并用D-最优试验设计准则和最小二乘法辨识出角加速度误差模型参数。试验结果表明,该误差补偿方案能将系统的姿态测量精度提高约5倍,证明了误差补偿模型和方法的有效性。     

基于非线性最小二乘法的姿态优化算法

在无陀螺捷联惯导系统中,在一种适合高自旋弹丸运动姿态测试的十二加速度计配置方案下,针对由十二加速度计的输出直接解算出角速度的方法中没考虑加速度计的安装误差问题,提出一种提高角速度解算精度的优化算法。该方法基于非线性最小二乘法从姿态角的一组初值出发开始在每一点处进行线性替代的迭代计算,搜索出满足极值点必要条件的最优角速度,从而实现对姿态角的优化解算。实验证明:该方法能有效抑制安装误差,精度高,是可行的。     

基于最小二乘估计的声矢量阵稳健波束形成

针对存在导向矢量失配和快拍数不足时,声矢量阵标准Capon波束形成器性能急剧下降的问题,提出了一种基于最小二乘估计的声矢量阵稳健波束形成算法。鉴于声矢量阵声压通道和振速通道的导向矢量误差来源不同,分别为声矢量阵声压通道和振速通道设计了广义旁瓣对消器;利用最差性能最优化的思想,将声矢量阵标准Capon波束形成器转化为稳健最小二乘估计问题;利用二阶锥规划求解。仿真分析表明,该算法在抗导向矢量失配、快拍数不足、阵元姿态误差方面均有良好的性能。     

GPS/INS组合制导弹药空中对准的初始滚转角估计新算法

GPS/INS组合制导弹药从常规平台发射后需要在空中重新对准时,滚转角的初值难以获得.为解决该问题,分别针对弹体倾斜稳定和低速旋转两种情况,提出了估计初始滚转角的新算法.从姿态运动学方程出发,推导了弹体滚转角与横向角速率、姿态角速率之间的关系式,利用角速率陀螺测量值和GPS的速度测量值,基于最小二乘估计方法,可获得滚转...     

角速率输入下的捷联惯导系统改进航姿算法

针对角速率输入下仅利用角增量信息的等效旋转矢量算法精度降低的问题,结合当前角速率、角增量并引入前次角增量信息,提出了一种捷联惯导系统的改进等效旋转矢量航姿算法.在角速率输入条件下,获得了理论上的圆锥误差补偿效果,纯圆锥运动的仿真结果表明捷联系统的姿态精度得到了改善.     

基于截断总体最小二乘算法的车载三轴磁力仪标定

以陆用车载磁导航为应用背景,提出一种正则化三轴磁力仪标定算法。由于车辆的机动受到限制,用于标定三轴磁力仪的观测方程是严重病态的。传统的三轴磁力仪标定方法缺乏对病态问题的处理,难以获得准确的标定参数。文中采用截断总体最小二乘（TTLS）技术对病态的磁力仪标定问题进行求解。该方法能够有效地抑制观测方程两端的误差,并且适合处理强病态问题。通过车载实验对该方法的有效性进行研究,结果表明文中提出的方法能够有效地减缓磁力仪标定中的病态影响,获得更为稳定的数值解,补偿后的平均航向角估计精度为1.5°,满足车载磁导航的精度要求。     

风洞试验模型姿态精确计算

针对传统姿态角计算存在计算复杂和不准确的问题,根据理论和工程实践方法,建立向量角度坐标系, 给出不同飞行姿态坐标系之间的变换与角度定义关系,能够精确计算出对应坐标系姿态角大小,并判定其方向,尤 其在通道耦合计算时,使得坐标系间的姿态角计算只跟角度有关系,而跟坐标系变化次序没有关系。结果表明：该 方法能简化计算过程,解决风洞实验和飞行器运动过程中姿态角求解复杂、误差大的问题。     

磁力计/卫星组合测量标定和滤波算法

针对磁力计/卫星定位系统组合测量载体姿态角的现实问题,根据影响测量精度不同因素的特性,研究提高测量精度的方法。采用最小二阶乘算法对磁力计进行标定消除系统误差;采用离散卡尔曼滤波算法消除测量误差带来的影响。试验结果表明：对于标定之后的磁力计,采用本文中所述的滤波算法使得测量绝对平均误差从2.366 1%减小到0.592 6%,证明该方法是有效的。     

基于互补-粒子滤波的MEMS 传感组件姿态数据融合算法

为解决现有的MEMS传感组件精度低、误差大和磁传感器测量的航向角数据噪声大、精度低等问题,提出基于互补-粒子滤波的姿态融合解算方法.先用互补滤波算法结合加速计和磁力计对陀螺仪的姿态角进行修正,再采用四元素法对陀螺仪数据进行粒子滤波.仿真实验结果证明:该算法能快速解算出姿态角,提高解算精度.     

基于无迹卡尔曼滤波的火箭弹姿态估计

针对某尾翼稳定火箭弹姿态估计的问题,以姿态角、位置、速度参数作为状态变量,建立了火箭弹运动参数的捷联惯性解算模型,将GPS的位置和速度测量值作为输出变量,构成组合滤波模型,并分别采用扩展卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波方法进行滤波处理。仿真结果表明,扩展卡尔曼滤波在滚转速率变化较快、模型非线性较强的情况下不能达到预期的滤波效果,而基于无迹卡尔曼滤波的组合滤波方法更为有效,相比扩展卡尔曼滤波,其俯仰、偏航角估计误差均方根降低了一半,滚转角估计误差均方根降低了三分之二,满足姿态估计的需求。     

基于弱可观状态分离估计的机载灵巧弹药快速传递对准方法

为了解决机载灵巧弹药微机电系统(MEMS)惯性导航传递对准时间过长、严重制约载机安全的问题,提出了MEMS陀螺零偏两点估计算法和弱可观测状态分离估计的快速传递对准算法。该方法基于对Kain等^［1］提出的速度+姿态匹配快速传递算法的可观测度分析,解决了陀螺零偏弱可观测状态的分离估计。采用系统噪声变分贝叶斯-卡尔曼滤波自适应算法处理快速传递对准算法中分离估计器参数对滤波器收敛的影响。仿真和靶场试验结果表明,在2.5 s内两点估计法估计准确度至少达到88%,对应的传递对准时间缩短到8 s.     

低秩及几何约束的嵌入式阵列膛口波测向方法

针对部分阵元受壳体遮挡导致的小型嵌入式麦克风阵列枪声探测系统目标定位偏差问题,提出了一种枪声膛口波测向新方法。该方法通过分析非通视传播对阵元间波达时间差（TDOA）的不利影响,采用低秩及几何约束下的凸优化校正算法抑制实测TDOA矩阵中的随机噪声和衍射传播偏差;同时选取距离目标最近的通视麦克风作为参考阵元,进一步减小最小二乘测向偏差的统计均值与方差。外场试验结果表明,膛口波测向误差不大于实际产品指标要求的累积概率,由常规方法的0.86提升至新方法的0.94.