地磁辅助惯性组合导航技术分析

从地磁导航的特点出发,指出了地磁／惯性组合导航在未来发展中的优势,并对实现该种组合导航需要的技术手段做了全面的分析,包括：信息融合策略、高精度地磁场模型的构建方式以及滤波算法的设计。同时,阐述了其中的改进方向,为进一步提高该种组合导航性能提供思路。     

十字形磁梯度张量系统的误差校正

针对十字形磁梯度张量系统中的单磁力仪误差(三轴灵敏度偏差、非正交误差和零点漂移误差)以及磁力仪之间存在的不对正误差,提出了十字形磁梯度张量系统的误差校正方法。首先,建立单磁力仪误差模型,采用基于椭球约束的最小二乘拟合算法对磁力仪的测量数据进行拟合从而得到椭球拟合参数;然后,接着利用Cholesky分解得到单磁力仪误差校正矩阵;最后在单磁力仪误差校正的基础上,利用正交Procrustes方法对不同磁力仪间的测量数据进行拟合从而得到磁力仪间的不对正误差校正矩阵。对提出的方法进行仿真与实测实验验证,实验结果表明:经过校正,磁梯度张量各分量的最大波动量由10 049nT/m降到52nT/m。提出的校正方法可以基本消除十字形磁梯度张量系统的误差,提高测量结果的准确度,且方法操作简单,不需要高精度的三轴无磁转台等设备,具有较高的实用价值。     

舰船地磁独立导航系统

针对常用地球主磁场模型误差较大的问题,用描述小尺度区域下地壳异常场的矩谐模型代替,设计一种舰船地磁独立导航系统。将水面舰船的运动方程与矩谐模型表示的观测方程结合起来,构成独立导航系统。同时为了避免引入截断误差,采用无迹卡尔曼滤波算法。仿真结果显示:该导航系统有足够高的精度,位置误差不超过2 m,可以作为一种独立的导航方式使用。     

基于二阶滑模观测器的连续系统故障估计

针对传统的滑模观测器在实现故障估计时带来的抖振问题,设计基于super-twisting算法的二阶滑模观测器以稳定地估计出故障。针对以往利用几何或齐次性方法证明super-twisting算法稳定性过程繁琐的缺点,采用Lyapunov函数来证明稳定性。给出的故障估计结果克服了传统的滑模观测器在估计故障时带来的时延或引进新参数等缺点。最后,将所提出的方法应用于某型飞控系统,结果表明了所提出方法的有效性。     

LFM雷达对高超声速目标的数据关联研究

基于统计判决的关联决策是当前多雷达数据关联的一个有效途径.然而,在采用该方法对高超声速目标数据关联的问题进行研究时,却会出现随着雷达测量精度的提高,不同雷达数据关联的正确关联概率反而下降这一现象.针对这一情况,首先,利用线性调频（linear frequency modulated,LFM）雷达合理构建了基于统计判决的高超声速目标数据关联模型;接着,在现有的统计判决机制下,进一步分析了目标高超声速运动对多LFM雷达数据关联的影响,并得出了其关联判决函数（服从非中心卡方分布）与现有的关联判决门限（服从卡方分布）相矛盾的结论;最后,结合统计学的原理,通过对目标非中心统计参量的有效求解,合理解释了上述奇怪现象的出现.仿真结果表明,在目标高超声速运动的条件下,上述奇怪现象的出现是合理的.