基于对偶四元数的惯性/卫星/天文组合导航系统改进联邦滤波方法

传统惯性/卫星/天文组合导航系统联邦滤波中主滤波器和子滤波器状态量保持一致,而天文姿态信息仅对部分状态具有可观测性。常用的惯性/天文组合模式需将高精度的天文姿态信息进行坐标转换,从而降低组合导航精度。针对上述问题,提出了一种基于对偶四元数的惯性/卫星/ 天文组合导航系统改进联邦滤波方法,通过可观测性分析对子滤波器进行降维,能在保证导航精度的同时提高系统实时性。基于对偶四元数的降维惯性/天文组合方法可直接利用天文姿态信息进行组合,实现了天文高精度信息的有效利用,且避免将不可观测状态进行反馈修正从而提高组合精度。仿真结果表明,提出的改进联邦滤波方法能获得与集中式滤波相当的精度,在卫星信号丢失或故障情况下,相比于传统惯性/天文组合具有更优的性能。     

基于强跟踪滤波器的滚转弹姿态估计

给出一种基于强跟踪滤波器( STF)的滚转弹飞行姿态获取方法。为了得到试验弹的飞行姿态,使用一个双轴角速率陀螺构成滚转弹飞行姿态遥测系统,利用STF滤波器对遥测数据进行处理,以重构弹体飞行姿态,为进一步的弹体飞行动力学分析及制导系统的效能分析提供依据。利用低速滚转弹姿态运动模型,导出一组基于多重次优渐消因子扩展Kalman滤波器(SFEKF)的迭代滤波方程。由于SFEKF对模型参数失配的鲁棒性及对状态变化较强的跟踪能力,改善了算法的姿态估计精度。仿真计算结果验证了算法的有效性。     

平滑算法在航空物探高精度姿态测量中的应用

为了满足航空物探对于高精度姿态、位置基准的需求,对平滑算法在航空物探高精度姿态测量中的应用进行研究。采用SINS与单天线GPS组合导航的方案,构建了15状态Kalman滤波器。通过仿真实验和转台实验分析了机动对于状态估计的影响,对比了Kalman滤波与R-T-S(Rauch-Tung-Streibel)平滑的估计效果。实验结果表明:经过R-T-S平滑处理后,可以显著提高组合导航系统的状态估计精度,在长航时高动态条件下为航空物理探测仪器提供高精度的参考基准。     

捷联惯导四元数的四阶龙格库塔姿态算法

针对捷联惯导姿态更新算法高精度、结构复杂度低的需求,为了满足常规武器工程化的需求,提出捷联惯导四元数的四阶龙格库塔姿态解算算法。根据载体初始姿态角确定姿态转换矩阵,由姿态转换矩阵确定四元数初值,用四阶龙格库塔法解四元数微分方程,更新四元数,从而根据四元数与姿态角之间对应关系解算弹体姿态角。120迫弹平台仿真结果验证了四阶龙格库塔姿态更新算法的正确性,姿态解算精度0.01°,开发实用化样机进行实际抛洒实验,结果表明,该算法切实可行,可工程化使用。     

基于旋转四元数的姿态解算算法

为解决传统姿态解算算法无法有效抑制不可交换误差的问题,利用旋转矢量推导出了大运载体小角度运动时的旋转四元数微分方程,并对该算法和加性误差四元数算法的姿态解算效果进行了比较实验。结果证明,在低动态过程中,旋转四元数算法不仅可以有效抑制不可交换误差,而且在大失准角环境下也能够有效工作,更具有算法计算量小、易实现和精度较高等优点。     

修正Rodrigues参数在某型导弹捷联惯性制导中的应用

介绍了修正罗德里格参数(MRP),分析比较了姿态表示参数修正罗德里格参数和四元数的算法特点.通过仿真计算,比较了分别用修正罗德里格参数和四元数作为姿态表示参数在某型导弹捷联惯性制导中的应用,采用卡尔曼滤波估计了导弹航向、姿态及相应角速率的滤波效果.结果表明,用修正罗德里格参数法的姿态解算精度比用四元数法的姿态解算精度高,且计算效率明显优于四元数算法,计算量仅相当于四元数算法的一半,这是由于四元数的规范化条件(即模值为1),在姿态确定中会导致误差协方差阵奇异,而修正罗德里格参数虽然不是全局非奇异的,但是可以通过切换方法解决奇异性问题.     

基于四元数粒子滤波的飞行器姿态估计算法研究

针对飞行器非线性姿态确定问题,提出了一种四元数粒子滤波算法。将状态向量分为线性部分和非线性部分分别进行处理,降低了粒子滤波的运算量。针对四元数加权求和规范化问题,通过构造拉格朗日代价函数的方法将四元数加权和问题转化为代价函数取极值时的四元数向量求解问题;并通过求取四元数误差方差矩阵对角线元素平方根的方法保证扰动四元数的规范化;利用乘性误差四元数表示四元数估计点与采样点之间的距离,求取四元数的协方差矩阵解决了旋转矢量方差计算问题。仿真实验表明,与传统的扩展卡尔曼滤波（EKF）和无迹卡尔曼滤波（UKF）算法相比,该算法估计精度更高,稳定性更好。     

滑翔增程弹导航系统误差修正方法研究

为了提高滑翔增程制导炮弹的姿态测量精度,分析了单GPS天线测量弹体姿态角的计算方法,应用GPS和INS全组合的方式,采用INS和GPS的位置、速度和姿态误差信息作为观测量,设计了卡尔曼滤波器,将滤波估计的结果反馈给INS,实现对测量系统全参数的误差修正.数值计算和仿真结果表明,采用基于GPS姿态测量信息的Kalman滤波方法,对INS惯导系统测量误差进行修正,降低了3个姿态角的测量误差,加快了系统误差收敛速度,提高了滑翔控制系统的控制精度,增加了制导炮弹滑翔增程的效果.     

基于四元数的导弹全方位姿态运动误差研究

基于四元数误差分析的方法,研究了导弹姿态扰动情况下全方位运动的误差问题.通过研究扰动对姿态角和四元数转换精度的影响,提出了姿态角和四元数的全方位转换算法.该算法采用象限分析的措施,避免了传统转换算法在姿态干扰的情况下易发生振荡的问题,将姿态角和四元数的转换范围从-90°~90°空间拓展到-180°~180°空间,使基于全角度算法的姿态控制与非全角度算法相比有抗扰动的能力.仿真结果表明了全角度算法的正确性和抗扰动的能力.     

一种新的行进间初始对准误差模型及其应用

针对载体行进间初始对准精度问题,在里程计辅助惯性系行进间精对准的情况下,推导了精对准误差模型。通过降维处理和状态方程参量的自相关函数的正交化相结合,在降低滤波计算量的基础上,保证了滤波器在非白噪声情况下的滤波器的稳定性。由于在滤波过程中需要对于参量的后验概率密度进行数值解算,为提高解算精度,运用5阶球面-径向准则进行计算。仿真实验表明,在方位角为大失准角的条件下,该算法可以有效保证较高的滤波精度,并且在噪声未知的情况下,滤波器保证很好的鲁棒性。     

我国烟花爆竹生产工艺装备现状及发展趋势

概述国内烟花爆竹行业生产现状,针对该行业仍处于手工作业向机械化生产过渡的生产模式,分析现行工艺装备存在的问题,提出安全可靠、高效高质、多工位自动化的发展方向,以及需要重点解决的制约性技术难题。该研究可为下一步突破各项关键技术提供参考。     

纳米材料的性能与应用——金属及其合金

近年来 ,纳米材料由于其独特的光、电、力、磁性质 ,已引起人们的广泛关注。介绍了纳米金属及其合金的性能与应用前景     

海上测控任务指挥显示优化策略及应用

针对现阶段海上测控任务指挥显示系统存在的不足,提出一种集数据、图形和状态结构显示为一体的智能化显示策略。首先设计了指挥显示优化策;其次详细阐述一种基于状态控件的策略实现方法,并举例设计和开发几种典型的状态控件,将状态码控件应用于具体的数据显示,最后通过实例对优化策略的实现进行详细的演示和验证。验证结果表明:该方法能形象直观地表现全局性关键信息,加强对航天器遥外测信息异常状态的实时分析及预警显示等控制,为同类系统建设奠定技术基础。     

基于多光谱与显著性的红外弱小目标融合检测

基于多光谱与显著性,提出一种红外弱小目标融合检测算法。该算法旨在将从多光谱探测器获得的同一场景的多光谱图像信息组合到一起,利用它们在时空上的相关性及信息上的互补性,提高系统的检测性能。采用一种新的基于人类视觉注意机制的显著性方法,该方法能够快速准确找到图像中的显著性区域;将目标看作一类,背景和干扰点看作另一类,选取离差平方和准则,使类内距离最小,类间距离最大;训练出融合参数,得到融合后的显著性图像。通过设定的门限值二值化,可以看出该融合方法能很好地将目标与背景分开,从而检测出目标。     

对羟基苯基五唑及其衍生物的合成与稳定性

以对氨基苯酚及其衍生物为原料,在-45℃下合成了一系列芳基五唑,通过核磁和质谱分析对其结构进行了表征。研究了取代基的位置及数目对芳基五唑化合物稳定性的影响,运用电喷雾离子化串联质谱分析了不同裂解能量下(10,60 e V)芳基五唑的裂解途径,并讨论了芳基五唑的稳定性与产生N~-_5之间的关系。结果表明,在这一系列化合物中,间位和对位被供电基取代的3,5-二甲基-4-羟基苯基五唑稳定性最好,同时在高裂解能量(60 e V)轰击下切断C—N键产生N~-_5的能力也最强。     

火炸药理化实验室危害辨识与防护

火炸药理化分析检测对象是含能材料和火炸药制品,具有燃烧、爆炸的危险性;火炸药自身固有的燃爆危险性,决定了其理化分析的特殊性,必须采取有针对性的防护措施;分析了火炸药理化分析检测过程中存在的危害因素及其产生的途径,并从安全技术和安全管理角度提出了相应的对策措施。     

基于PROFIBUS和MCGS的汽车检测线研发

基于PROFIBUS和MCGS将汽车安全检测线进行了技术改造和升级,应用AVR单片机开发了DI、DO和AI数据处理模块,采用PROFIBUS工业现场总线技术降低了开销,减少了为分布式输入/输出设备所进行的电缆布线,应用MCGS开发了友好的人机交互界面,并采用软件补偿的方法提高了检测的精度.     

图像制导的目标匹配算法与系统设计

根据航拍地形图像和目标图像的特点,提出Zoser图像匹配算法用于图像导航与制导.Zoser算法主要由高斯Zoser图像金字塔、24邻域极值点和SIFTl28描述符等组成.Zoser算法使用整型数据,结构简单,二级算法独立性好,易于模块化设计;根据这些特点提出了基于FPGA和多DSP的系统设计方案,系统具有较好的实时性和图像匹配目标识别性能.Zoser算法对图像位移、旋转、仿射变换、尺度变化、噪声影响、轻微形变和照度变化有较好的鲁棒性,识别和匹配的准确性较好,速度比SIFT算法提高3倍左右,更适合实时系统.     

ADN无机法合成及分离纯化研究

以氨基磺酸为起始原料,经氢氧化钾中和获得氨基磺酸钾,然后用硝硫混酸低温硝化、氨气中和合成了二硝酰胺铵盐(ADN),初步探索了硝化反应温度对收率的影响。采用活性炭吸附的方法对ADN进行了有效的分离纯化,对活性炭用量、洗脱速度、洗脱终点、解吸方式等进行了研究,获得纯度为99.8%的ADN。     

空天预警侦察信息分析及融合模型研究

基于特征层的混合式空天预警侦察信息融合模型，含平时和战时2种工作模式。首先，空天预警侦察平台对战场环境进行实时预警侦察。平时模式下，空天预警侦察信息经预处理后传输到各自信息融合中心进行目标特征提取，然后传输到空天预警侦察信息融合中心进行特征层属性融合和属性判决，再将情报信息发送给各军兵种指控中心；战时模式下，包含目标的空天预警侦察信息在预处理后由各自信息融合中心直接传输到空天预警侦察信息融合中心进行融合和判决后发送给各军兵种指控中心，指控中心向火控系统下达作战命令并向空天预警侦察系统下达目标侦察任务对打击效果进行评估。