非线性参数估计在超短基线安装校准中的应用

比较了各种非线性参数估计循环解法在超短基线安装误差校准中的性能,并提出一种改进算法,使用循环算法进行估计,然后使用非线性模型参数估计的一种非循环(直接)解法进行修正.构建了安装校准问题所需的观测方程;分别实现牛顿法和信赖域法、最速下降法、高斯牛顿法和改进的高斯牛顿法、循环求解观测方程等,分析各解法的性能;并与非线性模型参数估计的非循环算法进行了比较,提出循环算法和非循环算法结合的改进算法,给出算法流程,并利用海试数据处理结果验证方法的有效性.     

声学多普勒速度仪安装误差校准方法

在安装使用声学多普勒速度仪前,准确估计声学基阵与载体间的安装偏角是影响速度仪输出精度的关键问题,针对该问题,提出了一种任意航迹下的航迹校准法.该方法基于最小二乘算法,通过姿态补偿建立GPS轨迹与速度仪航迹间的观测方程,实现安装误差的精确校准.通过仿真实验分析了航迹偏差、测量设备精度以及横纵摇安装偏角对安装误差校准性能的影响.最后进行了海试试验,并将航迹校准法与平均速度法进行了比较.试验结果表明:在任意航迹下,航迹校准法的校准精度能够达到0.05°,降低了校准试验条件要求;实现单航次校准成功,提高了校准效率.     

超短基线水下声学定位数据处理

该文在介绍超短基线定位原理的基础上,依据水下目标x、y、z3向在时间轴上各自的分布来识别定位跳点、并采用合理的数据结构与算法,实现对跳点的交互式剔除,从而得到可信的水下声学定位数据.最后介绍了基于航位推算的定位数据匹配方法,提升水下声学定位数据的效率,以满足现场作业中对水下定位的更高需求.     

超短基线纯方位定位的目标搜索航迹规划

超短基线纯方位定位可在缺乏斜距信息的条件下实现对声信标的定位,以实现对丢失声信标的打捞.针对该方法定位误差与测量船航迹有关的问题,探讨了对搜索航迹的规划,以在保证定位精度的条件下提高搜索效率.从两测点纯方位定位模型出发,分析了纯方位定位算法定位误差的空间分布情况,确定了此方法的定位高精度区域.据此分别研究了采用直线航迹与圆弧航迹进行定位的误差特点,将两者的定位性能进行比对后,得出在相同误差条件下圆弧航迹定位精度优于直线航迹的结论,并通过计算机仿真与外场实验进行了验证.最后结合分析结果与两种航迹的大范围搜索效率规划出采用“直线-圆弧”航迹联合搜索定位丢失信标的方案.     

利用夹角几何关系的超短基线定位方法

针对传统超短基线的定位方法定位精度有限的问题,本文提出了一种利用夹角几何关系的超短基线高精度定位方法。该方法构建超短基线定位误差分析模型,依据超短基线中存在的夹角几何关系,研究了深度信息对超短基线定位精度的影响。通过有效利用深度信息,减小主要误差源对定位精度的影响,从而达到提高定位精度的目的。研究表明:该方法能够显著提高超短基线定位精度,尤其是对以相位差估计误差为主的情况效果更为明显,且在绝大多数区域均能提高定位精度。     

利用工显——微机装置检测园度误差

本文对工显——微机装置检测园度误差的原理及微机处理园度误差系统作了必要论述,采用这台装置对样品进行了多次检测试验.其结果表明该装置具有园度仪的功能.     

基于大气数据棒系统和最小二乘的迎角校准试飞

本文介绍了某改型飞机迎角校准的方法;通过理论分析,并选择在飞机上安装大气数据棒,设计了迎角校准的试飞方法;在此基础上对该型机001架进行了相关的飞行试验,并利用最小二乘法对迎角校准的试飞数据进行处理,得到该型机的迎角校准曲线.     

星敏感器模型参数分析及校准方法研究

对星敏感器的实际测量模型和模型参数的校准方法进行了深入研究。首先,在星敏感器理想测量模型的基础上,充分考虑焦距偏差、光学系统的成像畸变、图像传感器感光面的倾斜、图像传感器感光面的旋转和主点偏差等因素对导航星实际成像位置的影响,用几何的方法建立了星敏感器的实际测量模型,其次,分析了各因素对星敏感器测角精度的影响规律;通过实测校准数据,借助最小二乘法求解模型参数,完成了星敏感器的校准。实验结果表明,测角精度得到了提高。     

奇异广义线性度量误差模型

对具有奇异协方差矩阵的广义度量误差模型,运用最小二乘统一理论,得到了未知参数的广义最小二乘估计,推广了已有的结果.     

星敏与磁力仪间安装矩阵的一种地面标定方法

为了在地面准确标定卫星地磁测量系统中的磁力仪与星敏感器间的安装矩阵,设计了基于单轴无磁转台的标定系统,该系统由无磁转台、地磁场监测设备等组成.首先分析了系统中的误差源,建立了相应的坐标系进行误差传递,结合磁力仪的误差模型得到磁力仪的输出方程.据此提出了一种利用单轴立式无磁转台标定安装矩阵的方法.该方法采用谐波分析法辨识...     

某姿态测量系统标定用转台指向误差补偿

为了提高某姿态测量系统的标定精度,研究了其标定设备三轴转台的指向误差补偿方法。分析了影响指向误差的因素;基于多体系统运动学基本原理,阐述了转台系统拓扑结构的低序体阵列;推导了相邻两体间的低序算子;进而建立了关于转台三个回转轴线平均线夹角的指向误差模型;通过仿真结果研究了各误差项对指向误差的影响规律;最后介绍了误差模型参数的测量方法。误差补偿实验验证了方法的有效性和可行性。     

某姿态测量系统标定用转台指向误差补偿

为提高某姿态测量系统的标定精度,对其标定设备三轴转台的指向误差补偿方法进行研究.分析了影响指向误差的因素;基于多体系统运动学基本原理,阐述了转台系统拓扑结构的低序体阵列,并推导出相邻两体间的低序算子;进而建立关于转台三个回转轴线平均线夹角的指向误差模型;通过仿真研究了各误差项对指向误差的影响规律;最后介绍了误差模型参数的测量方法.误差补偿实验验证了方法的有效性和可行性.     

基于Excel的平面度误差最小二乘法评定

平面度是形状公差的主要项目之一,其误差的测量与评定在几何测量中有着重要的意义。根据最小二乘法原理建立理想平面的数学模型,对平面度误差进行评定分析,并举例说明了Excel在平面度误差数据处理方面的可行性。结果证明Excel在平面度误差最小二乘法评定过程中进行数据处理简单实用,有推广价值。     

误差修正的声源目标混合定位算法

针对定位系统因非视距传播、多路径效应等因素所导致定位精度降低的问题,提出了一种基于到达时差的误差修正声源目标混合定位算法。首先,该算法在传统加权最小二乘法中引入动态权值修正技术获得泰勒级数迭代法初值,减少了迭代次数;其次,提出了后项时延选择算法,并结合标准残差函数剔除了误差较大的时差对定位性能的影响,选择最优的时差组合方式进行目标位置解算;最后,通过标准残差加权的方式修正混合定位算法误差,得到声源目标位置。 实验结果显示,新提出的误差修正混合定位算法性能优于参考算法,且对非视距误差具有显著的抑制作用,有效地提高了定位精度。     

统计模型中误差方差的均方误差的区间估计

研究了一般情形下线性统计模型 (Ⅰ )— (Ⅳ )中参数σ2 的估计量 ^σ2 L 或^σ2 H 的均方误差MSE(^σ2 L)或MSE(^σ2 H) ,并分别给出了其 1-α的置信区间     

电子皮带秤的数学建模及用神经网络进行误差校正的方法

针对现场中电子皮带秤运行动态准确度低的问题 ,在理论上建立了电子皮带秤测量的数学模型 ,验证其准确性后 ,用B_P神经网络去近似此模型 ,通过神经网络来校正测量值 ,克服系统的动态误差 .设计中考虑了工程中应用的可能性 ,不需要现场做大量实验 ,具有较好的实用价值     

双星定位系统中星历误差的分析与研究

为了研究星历误差对双星定位系统定位精度的影响,根据双星定位系统定位的数学模型,分析各种测量误差对系统定位精度的影响,推导出了差分定位体制下系统的定位误差模型.重点研究了星历误差对其定位精度的影响,并推导出了其数学误差模型,得出系统经过差分修正后较大的星历误差可等效于一个较小的测距误差的结论,并在一定条件下给出了其仿真结果,从而揭示了星历误差影响系统定位精度的规律.研究结果为分析其他误差因素对其定位精度的影响奠定了基础.     

阵列天线相位中心的校准方法及误差分析

为精确标定阵列天线的相位中心,提出一种校准阵列天线相位中心的方法.首先推导出阵列天线相位方向函数与天线位置偏移量的关系式,再根据阵列天线相位中心的定义和校准步骤,运用最小二乘法计算出相位中心的精确值,并对提出的校准方法进行了模拟实验验证.实验证明该校准方法可以有效地计算出阵列天线相位中心的位置.对计算结果的误差分析表明,较宽的阵列天线波束宽度和较高的相位测量精度都可以提高相位中心的校准精度.     

深度相机与惯性测量单元的相对姿态标定

为解决深度相机和惯性测量单元之间相对姿态难以直接测量的问题,提出一种通过捕捉同一手部运动来构造位移向量继而利用最小二乘法求取两传感器相对姿态的非接触式标定方法.首先描述和分析一类相对位姿时变的深度相机和惯性测量单元的相对姿态标定问题,然后使用深度相机与惯性测量单元同时捕获手部向空间任意方向摆动的运动信息,构造相应的位移向量,进而基于刚体旋转不变性原理建立求解模型,最后使用最小二乘法求取最佳相对姿态,即标定结果.为验证标定方法的准确性和有效性,一方面组织标定解算结果和白噪声仿真数据比对从而得出偏差估计的实验,结果表明标定后相对姿态偏差少于±4°;另一方面使用深度相机和惯性测量单元组成的传感系统对人手臂运动进行捕捉实验,结果表明标定后测得数据方可正确反映人手臂参数.本文所提出的标定方法原理简单、操作方便、无需接触测量或其它辅助标定设备,适用于机器人远程操纵和体感游戏设备等场景相应传感器标定中.