INS／GPS组合导航联邦滤波器的仿真研究

为了研究平台式惯导INS(interial navigation system)和全球定位系统GPS(globe position system)组合导航联邦滤波器的实现，用卡尔曼滤波与Matlab仿真的方法，可以证明联邦滤波器算法简单，易于实现，并且可以提高导航系统精度．实际应用中此方法可行．     

基于ARM的FIR滤波器的实现

通常情况下,DSP算法由独立的DSP芯片实现,技术的进步要求ARM芯片也能够支持实现DSP算法.文中详细讨论了信号在ARM中的表示方法.以FIR(finite impulse response)滤波器为例,讨论了块FIR滤波器算法,ARM可以通过块算法实现DSP算法功能.     

一类逻辑器件实现FIR数字滤波器电路模型

主要研究时域可编程逻辑器件(FPGA)上实现低通有限冲激响应(FIR)数字滤波器结构.在分析了FIR数字滤波器的基本理论的基础上,利用Matlab设计出原型滤波器,使用全串行分布式算法作为滤波器的硬件实现算法,外围辅以单片机电路和FPGA进行通讯,并且给出了详细的算法编程和仿真波形图.突破了并行处理与流水级数的限制,可以很好地实现信号处理的实时性.同时,开发程序的可移植性好,可以缩短开发周期;数据的配置灵活,可以应用到不同的场合.     

一种高速FIR数字滤波器的VLSI设计与实现

讨论了一种快速的FIR数字滤波器在VLSI中实现的设计方法.采用基于快速滤波算法(FFAs)的并行滤波器结构,提高了滤波器的工作速度;并结合算法强度缩减技术,降低了硬件面积占用和功率消耗.实验结果表明,采用这种方法可以灵活处理综合的硬件面积占用和速度的约束关系,使设计达到最优.该方法适用于高速和硬件面积要求下的数字滤波模块的VLSI实现.     

一种高速FIR数字滤波器的VLSI设计与实现

讨论了一种快速的FIR数字滤波器在VLSI中实现的设计方法.采用基于快速滤波算法(FFAs)的并行滤波器结构,提高了滤波器的工作速度;并结合算法强度缩减技术,降低了硬件面积占用和功率消耗.实验结果表明,采用这种方法可以灵活处理综合的硬件面积占用和速度的约束关系,使设计达到最优.该方法适用于高速和硬件面积要求下的数字滤波模块的VLSI实现.     

基于格型结构的IIR数字滤波器硬件实现

注入式和抽头式相结合的格型结构具有低有限字长效应,采用遗传算法可以高效地找到合适的离散参数,用较低的复杂度实现期望的滤波器性能指标.基于该结构提出一种IIR(无限冲激响应)数字滤波器的硬件实现方法,采用Verilog HDL语言进行编程,并通过Quartus II软件进行仿真验证.该方法有助于IIR滤波器的高效低成本实现,促进其进一步实用化.     

DSP上实现的卡尔曼滤波器

本文提出了跟踪运动物体的卡尔曼滤波器的完整设计过程.滤波器是在TMS320数字信号处理器(DSP)上实现的,和模拟结果比较,分析了滤波器的精度及量化误差的影响.尽管该滤波器是专用DSP构造的,但设计方法也适用于其它类型的DSP.该滤波器可以用来滤除运动物体位置测量信号中的噪声.对一个二维运动物体,单字长精度的滤波器带宽可达1.68kHz.     

基于FPGA的高斯滤波器的快速实现

为了降低高斯滤波器的结构复杂性,提高计算速度,提出基于FPGA的串联多级均值滤波器快速逼近高斯滤波器的方法,通过VHDL语言实现滤波器设计并给出在FPGA上的仿真实现结果.该方法简化了高斯滤波器的设计结构,提高了响应速度.实验结果表明：整个滤波器的实现时间可以跟FPGA的工作频率同步,满足了数据流实时性的要求.该设计可以应用到实时的信号处理过程中.     

汽车防撞雷达系统滤波器的设计

针对调频连续波 (FMCW)汽车防撞雷达实际信号的特点 ,设计了一种用于该汽车防撞雷达有用信号提取的系统滤波器 ,分析了其前级宽带模拟带通滤波器和后级数字信号处理器 (DSP)程控自适应滤波器的设计原理与具体实现 .试验数据表明 ,该系统滤波器可以有效的去除干扰并实现有用信号的精确提取     

无人机组合导航系统信息融合方法研究

针对小型无人机通常采用的无线电导航,综合考虑无人机具体情况以及其它导航方式的特点,提出了一种将无线电导航系统(RP)、全球导航星系统(GN SS)、多普勒导航系统(DN S)、地形辅助导航系统(TAN)和景象匹配导航系统(SMN)组合起来,取长补短,构成基于联邦卡尔曼滤波器的DR/RP/GN SS/DN S/TAN/SMN组合导航系统。仿真结果表明,该方法完全可以满足导航精度的要求。     

联邦卡尔曼滤波与集中式卡尔曼滤波的等价性

给出了联邦卡尔曼滤波与集中式卡尔曼滤波的等价性证明,并用GPS/INS组合导航系统的静态仿真实验验证了等价性。     

分散化滤波及其在DGPS／INS组合系统中的应用

讨论了两种分散化滤波的合成算法，并对分散滤波器和联合滤波器的特点计算量进行了比较。本文还建立了伪距双差及载波相位双差ＧＰＳ／ＩＮＳ组合系统的Ｋａｌｍａｎ滤波方程，并分别用集中式和分散滤波器对它们进行了仿真。     

联邦卡尔曼滤波器在无人机导航系统中的应用

针对无人机GPS／RP／DR组合导航系统的特点，设计了用于该系统的联邦卡尔曼滤波器。该滤波器具有全局最优性，其结构遵循信息分配原则，其算法改善了数值计算的稳定性和系统的容错性，并减少了信息传输量与计算量。理论分析及仿真结果表明，该联邦卡尔曼滤波器能够满足无人机在GPS或RP信号无效或两信号均短期无效情况下定位导航的精度要求。     

一种智能化的组合导航方法

利用不同导航系统的工作特点，用反馈-融合式联邦滤波方法，对SINS／GPS／TAN／LORAN-C进行组合，并利用模糊控制理论，对各导航系统的导航效果实行模糊判决，建立了模糊控制器，以实现组合导航系统的智能化管理，提高导航的可靠性。     

H∞滤波在GPS／INS组合导航系统中的应用研究

根据H∞鲁棒滤波理论,提出了基于H∞滤波技术的GPS／INS全组合导航系统,利用了GPS和INS提供的位置、速度和姿态信息,并对该系统的滤波算法进行仿真。仿真结果表明,在GPS／INS组合中采用H∞滤波,不仅保证了组合系统导航精度,提高了滤波的鲁棒性,而且能够防止滤波发散。     

Federated unscented particle filtering algorithm for SINS/CNS/GPS system

To solve the problem of information fusion in the strapdown inertial navigation system (SINS)/celestial navigation system (CNS)/global positioning system (GPS) integrated navigation system described by the nonlinear/non-Gaussian error models, a new algorithm called the federated unscented particle filtering (FUPF) algorithm was introduced. In this algorithm, the unscented particle filter (UPF) served as the local filter, the federated filter was used to fuse outputs of all local filters, and the global filter result was obtained. Because the algorithm was not confined to the assumption of Gaussian noise, it was of great significance to integrated navigation systems described by the non-Gaussian noise. The proposed algorithm was tested in a vehicle’s maneuvering trajectory, which included six flight phases: climbing, level flight, left turning, level flight, right turning and level flight. Simulation results are presented to demonstrate the improved performance of the FUPF over conventional federated unscented Kalman filter (FUKF). For instance, the mean of position-error decreases from (0.640×10⁻⁶ rad, 0.667×10⁻⁶ rad, 4.25 m) of FUKF to (0.403×10⁻⁶ rad, 0.251×10⁻⁶ rad, 1.36 m) of FUPF. In comparison of the FUKF, the FUPF performs more accurate in the SINS/CNS/GPS system described by the nonlinear/non-Gaussian error models.     

容错组合导航系统联邦滤波器设计中的信息同步

探讨了各子滤波器同步时间差及同步滤波信息的计算。仿真计算结果表明,经同步处理后,融合精度与理想情况即所有子滤波器完全同步时的精度十分接近。     

小型无人机GPS／航程推算组合导航系统研究

探讨了在无人机上发展ＧＰＳ／航程推算自式组合导航系统的必要性和可行性；对利用ＧＰＳ定位信息进行导航时所需的坐标转换问题作了分析研究；并对研制的ＧＰＳ／航程推逄组合导航系统的设计思想，总体方案，工作原软硬件结构作了介绍，给出了在小型无人机上进行导航试验的结果。     

组合导航系统在管道地理位置测量中的应用

管道的安全性在油气传输中有着非常重要的地位，定期检测损伤能使管道安全、高效地运行.对损伤进行精确定位，是评估及修复管道缺陷所必需的.介绍了管道地理位置测量的主要方法，讲述了惯性器件和GPS/INS组合导航系统的基本原理.利用了一种管道地理位置测量的有效方法，即GPS/INS组合导航系统，对组合导航系统的实验数据进行了分析.同时结合了惯性器件误差的主要来源，提出了减小误差的有效方法.     

组合导航系统的卡尔曼滤波器的设计

将多传感器数据融合的卡尔曼滤波器设计方法,运用在基于GPS／INS的微型飞行器的组合导航系统中,经理论分析及实际结果表明：该滤波器设计合理,算法具有全局最优,能够提高系统的容错能力及系统的导航精度。