基于GPS基准点的航空吊舱垂直下视目标定位方法研究

传统的无人机目标定位技术要求在外场对惯导基准,减振器基座和光电平台坐标系之间进行复杂的标校,利用空间坐标系转换理论对地面目标进行定位。但由于各坐标系之间标校的偏差和飞机经纬度的误差,使得定位结果精度较低。航空吊舱采用惯导系统和光电转台固联的安装方式,可以彻底消除减振器带来的误差。光电转台在垂直下视状态下,利用飞机海拔高度和激光测距值就可以算出目标点海拔高度。同时利用目标点和GPS基准点之间的像素关系并结合基准点地理经纬度可以准确计算出目标点的GPS坐标。通过仿真实验可以看出航空吊舱在垂直下视模式下,基于GPS基准点进行地面目标定位的方法可以得到较高的精度。相比空间坐标变换的定位方法节省了复杂的系统标校过程,简化了算法公式,不仅提高了定位精度,还增加了解算的实时性。     

一种捷联惯导引入的测角误差抑制方法

舰载相控阵雷达通过捷联惯导设备获取雷达实时的姿态角度信息,但捷联惯导设备存在姿态测量误差,目标在坐标变换至导航坐标系时会引入相应的测角误差。针对此问题提出一种测角误差抑制方法,该方法通过构建联合方位角测角误差和俯仰角测角误差的代价函数,调节捷联惯导设备与相控阵雷达的航向角偏差,获取最优安装位置下的综合测角误差,实现对捷联惯导设备引入测角误差的最大抑制,仿真试验验证了该方法的有效性。     

GPS转换为雷达坐标的误差分析

在ADS-B标校雷达设备时,通常要将ADS-B的GPS坐标转换为雷达的极坐标。在介绍GPS精度和GPS转换为雷达极坐标模型的基础上,详细分析了GPS误差大小对雷达坐标系下的误差影响,给出了具体模型。分析了在一定的GPS误差下,目标与雷达之间的斜距变化、方位变化和俯仰变化对转换误差大小的影响。实验结果给出了在GPS精度一定时,ADS-B标校雷达设备的精度范围。     

船载两维机相扫雷达阵面姿态感知和标校方法研究

聚焦大型船载两维机相扫相控阵雷达大动态条件下的高精度测量问题,提出一种基于天线阵面安装捷联惯导直接感知阵面姿态的方法,建立相应波束控制、角度测量的数学模型,并实现了基于最小二乘法的高精度动态标校.经海上动态环境下应用验证,该方法系统角度测量精度优于0.2 mrad,实现相控阵雷达大口径天线大动态下的高精度测量.     

实现惯测坐标系正交同步的系统级标定技术

文中研究目的有两个方面,一是在外场条件下实现低精度测试设备标定高精度捷联惯性导航装置;二是标定过程中实现惯性测量坐标系正交同步,进而提高捷联惯导动态导航精度。据此,文章在深入分析惯性测量坐标系空间相对关系的基础上,对惯性测量坐标系进行正交化,并通过建立正交化后惯性测量坐标系之间的失准角模型,从而完成基于惯性测量坐标系非正交角及失准角的系统级标定滤波器的构建以及系统级标定方案的设计,同时,针对外场测试设备限制文中制定了系统级标定抗扰动措施,并进行了试验验证。试验结果表明:该标定方法可以实现捷联惯导全参数系统级标定,提高系统动态环境下定位精度三倍以上。     

车载搜索雷达波束稳定及坐标系转换

搜索波束稳定技术及相关坐标系转换是装备了车载搜索雷达的自行防空武器系统的关键技术之一.搜索波束稳定是指车载搜索雷达在车体倾斜状态下工作时,搜索波束俯仰起始位置与大地水平面的夹角保持不变.否则会出现遗漏搜索空域的现象.进行坐标系转换是由于搜索雷达直接测量的目标信息是搜索雷达坐标系下的,而输出到操控终端和显示终端的目标信息是大地坐标系下的,所以要进行搜索雷达坐标系到大地坐标系间的转换.     

基于标校经纬仪的测量船坞内标校新方法

光轴漂移和惯性导航设备惯性元件更新维护,是船载无线电测量设备测量精度逐渐下降的主要原因。为此,提出了一种标校新方法,以标校经纬仪测量数据为基准,在甲板系中标定无线电测量设备零位和轴系误差,同时通过坐标系取齐达到消除惯导姿态测量误差的目的。分析表明,该方法完全满足无线电测量设备标校精度要求,具有简便、经济、高效等优点,是保持和提高测量船测量精度的有效途径。     

舰载测量雷达零值标校方法研究

针对舰载测量雷达零值标校困难且标校精度低的问题,提出了一种综合标校方法,采用无线差分倾角仪对舰载测量雷达俯仰零值标校、光学传递法对方位零值标校、短基线差分GPS对距离零值进行标校,实现了舰载测量雷达的综合标校。详细介绍了标校步骤,并对该综合标校方法精度进行了分析,证明了该标校方法的精确性。该方法已在靶场成功应用于舰载测量雷达的标校中,解决了靶场动基座测量雷达标校的技术难题,可推广应用于舰载武器装备和测控装备的标校中。     

基于GPS技术的雷达校标方法研究

本文从GPS校标的优点出发,以坐标系的转换为关键点切入,通过实践对某型雷达方位和俯仰进行了校标,证明了该方法的简便、快速、精确.     

导弹制导飞行坐标系与载机惯导测量坐标系转换关系研究

为实现先进的复合制导、主动雷达型空对空导弹弹上捷联惯导在发射前的动基座对准和导弹发射后的制导飞行，要求建立一个导弹惯性坐标系；但载机的运动参数是由载机的惯导系统测量的，惯导系统的测量坐标系与导弹惯性坐标系是不相同的，因此运动参数要进行坐标系的转换。本文对这两者之间的转换关系作出了详尽的研究。     

Mars-LiDAR系统误差分析及安置角误差飞行检校

机载激光雷达系统是集激光扫描仪、全球定位系统和惯性导航系统等于一体的多传感器集成系统。机载激光雷达的检校和标定是保证激光点云定位精度的关键环节,其中扫描系统安置角误差是影响定位精度的主要因素之一。首先介绍了国产中远程机载激光雷达Mars-LiDAR系统,然后基于误差传播定律对系统误差进行了分析。研究了系统安置角误差的飞行检校方法,采用外场定标的方法将安置角进行动态分离,并通过飞行试验完成了系统安置角误差的动态检校,对Mars-LiDAR系统在3000 m、4000 m飞行高度获取的点云进行了定位精度分析和校正,验证了Mars-LiDAR系统安置角误差检校方法的实用性。     

INS/GPS组合导航下机载PD雷达DPCA性能分析

惯导测速误差随着时间逐渐积累,积累误差会导致载机运动补偿失效,从而使得DPCA检测性能下降。针对这一问题,提出采用INS/GPS组合导航系统对载机速度进行测量,能大大提高载机测速精度,有利于DPCA检测低速动目标。在建立雷达回波信号模型和INS/GPS组合导航系统模型的基础上,结合机载PD雷达背景,仿真分析了惯导系统、INS/GPS组合导航系统各自的测速精度以及不同测速精度下的DPCA检测性能。仿真结果表明:采用惯导测速时,测量精度较低,DPCA在此精度下不能检测低速动目标;采用INS/GPS组合导航测速时,测量精度较高,DPCA在此精度下能够检测出低速动目标。     

机载雷达探测精度评估方法研究

影响机载雷达探测精度的主要因素是惯导系统的导航误差和机载雷达的量测误差.严格分析了惯导系统的导航误差和雷达的探测误差在各阶段坐标变换中对机载雷达探测精度的影响,并根据误差传递理论详细推导了机载雷达探测数据在机体坐标系、载机惯性坐标系、WGS-84地心直角坐标系、地面站坐标系或大地坐标系中的探测精度的计算公式,并进行了实例计算.计算结果表明,所提出的机载雷达探测精度评估方法是符合工程实际的.     

分布式阵列雷达基线位置和相位误差的卫星标校方法

在采用相位干涉测角的分布式阵列雷达系统中,系统阵面相位中心位置误差和相位误差对测角精度影响很大,且阵面相位中心位置与物理中心位置通常不一致,因此需要对其进行精细标准补偿。传统的雷达系统误差校正方法通常采用远场辐射源来对雷达进行校正,但是对于单元间距很大的分布式阵列空间目标监视雷达而言,要实现远场辐射校准往往很难。该文提出一种利用多弧段的精轨卫星精密星历对阵面相位中心位置误差引起的相位误差进行白化,然后搜索相位中心坐标和相位差使匹配方差最小的校正方法,无需使用特定仪器测量,且能很好地标定误差;计算机仿真以及实测数据验证了使用该文校正方法后,测角精度得到了显著提升。     

SINS/GPS/TACAN机载综合导航定位系统设计

在现代空战中,捷联惯性导航系统(SINS)、全球定位系统(GPS)和塔康(TACAN),单独利用各导航信息都存在着弊端.为此,提出了3种导航源综合的导航系统设计方案.信息融合技术采用广义联邦滤波技术来完成,状态矢量为导航参数误差,并建立准确数学模型.各个子滤波器(局部滤波器)采用间接滤波方式工作,完成状态矢量局部估算;...     

一种改进的机载多普勒雷达目标跟踪算法

针对传统的基于多普勒雷达量测转换的目标跟踪算法只适用于静止雷达的问题,将该算法推广至机载多普勒雷达。在每个递推周期里,首先将机载导航数据转换到东北天坐标系中;然后,将距离量测转换成东北天系下的位置伪量测,由此完成对目标的位置滤波;最后,联合目标位置滤波值及多普勒量测对目标进行运动状态滤波,由此得到目标的位置最终估计值。仿真实验结果表明,改进后算法的跟踪精度优于传统的多普勒雷达目标跟踪算法。     

惯性系下GPS/SINS紧组合导航算法研究

针对新一代远程空空导弹的特点,研究了在导弹发射惯性坐标系下,基于伪距/伪距率的GPS/SINS紧组合导航算法,推导了该坐标系下的惯导一阶误差传播方程,建立了该坐标系下GPS/SINS组合导航系统的状态方程和量测方程,并进行了相关数学仿真验证。仿真结果表明,在该坐标系中GPS/SINS紧组合导航算法有较高的导航精度。     

无人机中磁航向自修正应用

以无人机组合导航系统为研究背景,针对磁传感器的误差校准方法,以及校准后磁航向误差进行研究。通过分析磁传感器误差来源,给出水平面内椭圆直接拟合模型。考虑磁传感器修正后的磁航向与GPS航迹角之间存在一定误差,建立航向误差角与磁航向之间的学习函数,从而辅助在GPS丢失情况下,采用学习后的磁航向来辅助无人机导航。飞行实验结果表明,利用该文采用的椭圆模型以及自学习函数,能够提高磁航向精度,从而可以辅助无人机在GPS丢失情况下航向解算。