基于奇异谱分解的微机械加速度计振动噪声抑制方法

微机械(MEMS)惯性传感器成本低的同时噪声较大,易受振动信号的干扰。为了利用微机械惯性传感器构成低成本姿态估计系统,提出了一种基于奇异谱分解(SSA)的振动噪声预处理方法。SSA方法的实质是利用延迟扩维矩阵进行主成分分析,其延迟相关的算法能够有效地分离出加速度计测量值中的趋势项与周期项,趋势项中包含有需要的姿态变化信号,周期项即为低频振动噪声,根据过零点检测方法提取出趋势项,将该趋势项作为加速度计的测量值,即可实现对振动噪声信号的抑制,有效地提高姿态估计精度。实际的跑车实验验证了该方法的可行性和有效性。     

关于极化角计算的研究

针对动中通系统极化轴易受载体姿态扰动的影响,在天线视轴对准卫星后,根据车体的地理位置和天线方位转盘的姿态参数,推导出极化角的计算公式。在特定的路况下,利用该方法得到的极化角与高精度基准方法得到的极化角进行了仿真对比,仿真结果表明该方法是可行的。该方法为极化轴的稳定控制、系统实现"动中通"极化失配的要求提供了理论依据,并给出实现方案。     

稀疏网格平方根求积分非线性滤波器

针对具有加性噪声的非线性高斯动态系统的状态估计问题,本文提出一种新的基于稀疏网格法的平方根求积分滤波器(SSRQF),该滤波器通过稀疏网格取点来近似计算多维积分并进行平方根滤波.与常规QF的积分点数随着维数呈指数增长相比,该方法的积分点数随着维数呈多项式增长,减少了计算量;理论分析表明,无味卡尔曼滤波器(UKF)只是稀疏网格求积分滤波器(SQF)的一个特例,因此SSRQF在精度和取点上比UKF更为灵活.仿真实验表明,SSRQF的滤波精度均高于UKF和扩展卡尔曼滤波器(EKF),是一种效率较高的高精度非线性滤波算法.     

车载低轮廓动中通的三轴稳定系统分析与设计

针对"动中通"的波束稳定问题,从原理上说明了两轴稳定不能实现卫星通信要求,其不足是天线波束在视线稳定的同时存在波束的滚动,必须增加极化轴稳定.对于低轮廓动中通平板天线.不能使用传统的旋转馈源变极化方法,为此提出了建立虚拟极化轴作为第三轴的概念,并利用电子变极化网络实现相位加权设计了虚拟极化轴,满足了低轮廓动中通的要求.     

基于μC／OS-Ⅱ的车载卫星天线控制器软件系统开发

以μC／OS-Ⅱ为系统平台,研究了车载卫星天线控制器软件系统分层、模块化开发的思想和方法。根据车载卫星天线系统的特点,介绍了以硬件抽象层隔离硬件访问的思想。着重介绍了任务划分、优先级设置的原则,并按照这些原则和车载卫星天线控制器的任务提出了一个实用的系统设计方案,给出了各个模块的说明以及系统的流图。介绍了实时操作系统任务结构设计的思想。     

动中通多传感器融合超球体采样 UKF 姿态估计

针对动中通系统低成本姿态估计计算复杂、易受侧滑角和机动加速度等外界因素干扰的问题,提出一种基于超球体采样无迹卡尔曼滤波算法,融合微机械陀螺、加速度计和单基线 GPS,对载体姿态进行精确估计。为了提高姿态估计的实时性,采用超球体采样减少无迹卡尔曼滤波器的采样点数量,在不影响精度的前提下,有效降低了算法的计算量;此外,加速度计姿态角测量值在加速、转弯行驶过程中会受到机动加速度的影响,为解决这一问题,通过单基线 GPS 提供的速度、侧滑角信息进行机动加速度补偿。行车实验表明,提出的低成本姿态估计方法估计精度较高,在降低成本的同时能够满足宽带移动卫星通信波束对准要求。     

低轮廓动中通极化稳定控制系统分析

针对动中通接收中出现的极化稳定问题,分析了双极化复用信号极化失配原因及产生的影响。提出了通过极化陀螺和移相网络实现的极化稳定方案,这是当前某些国外公司采用的方法,但是其造价高,难实现。在深入研究之后,提出了自适应递推加权系数的变极化控制方案,利用信号自身信息来达到控制目的。仿真结果表明能够较好地实现极化稳定,适应于低成本动中通。