导航卫星载体姿态测量进化算法研究

导航卫星载体姿态测量是航空、航天、航海和陆地导航中的关键技术.在基于载波相位差的载体姿态测量中,相位双差整周模糊度的求解是重点和难点.该文将进化算法应用于整周模糊度的搜索,无需进行模糊度的去相关处理,采用进化算法直接搜索整周模糊度,进而求解出基线矢量,获得载体姿态.该方法可以提高整周模糊度求解的效率和实时性,适用于动态载体姿态测量.对比实验结果证明了该方法的有效性.     

低成本GPS接收机定向系统研究

文章采用低成本的GPS接收机设计开发了一套精密定向系统;着重对GPS基线解算中整周模糊度的可靠性进行了研究,提出了姿态测量中三种特殊的有利条件,使得模糊度解算更加迅速和可靠;最后探讨了选用不同高度角参考卫星对定向结果的影响．并给出了试验结果。     

惯性信息辅助的载波相位模糊度求解算法

针对卫星导航接收机载波相位精确定位中求解整周模糊度存在搜索空间大,时间长的不足,利用捷联惯性导航系统提供的惯性信息进行辅助,压缩模糊度搜索空间,实现模糊度的快速逼近与求解.实验结果表明,当采用单频GPS进行精密相对定位,使用SINS或者组合导航输出计算模糊度的初始值及其方差,该算法相对于传统算法更适合实时解算整周模糊度.     

GPS罗经自主完好性监测算法研究

在GPS罗经使用过程中,如果捕获到某些卫星信号存在的偏差以及载体运动过程中卫星的失锁、分布变化等情况可能导致姿态解算不准确以及需要重新初始化的问题;本文提出在解析公式法建立姿态角解算的双差数学模型的基础上,引入GNSS罗经的RAIM算法对捕获卫星进行信号检测筛选,以及工程上使用对整周模糊度组合解进行优化的方法解决此问题;当捕获多颗卫星且某颗卫星信号不佳时,该算法可以减小系统误差以及重新初始化次数,有利于实时解算的实现。     

测量精度约束的模糊度搜索定位算法

为了快速且准确地固定整周模糊度,针对 LAMBDA 算法存在整周模糊度搜索范围过广、搜索效率低等问题,提出一种基于测量精度约束的模糊度搜索算法。该算法在最小二乘问题得到最佳加权的情况下,以标准差分进化（DE）算法为基础、载波相位测量精度为约束条件进行模糊度固定解的检验。该算法解决了不同卫星高度角产生的影响,在解算三维整周模糊度时能够达到 99% 的解算成功率。相比于 MLAMBDA、DE、自适应加权的差分进化（AWDE）算法,该算法进一步提高了模糊度的解算效率和成功率。     

双星故障识别方法研究

当接收机可以观测到的卫星数目增加时,多颗卫星同时出错的概率大大增加。传统的接收机自主完善性监测算法（Receiver Autonomous Integrity Monitoring,RAIM）通常用来检测并识别一颗故障卫星,在多颗卫星同时出错时的识别结果并不理想。提出了一种改进的RAIM算法,在奇偶矢量法的基础上,从找出无故障卫星出发,进一步用这些无故障卫星信息进行粗略定位,由接收机的粗略位置来计算各颗卫星的伪距偏差,从而识别出并剔除故障卫星。经仿真验证,该方法可以解决两颗故障卫星时奇偶矢量法中的故障偏差抵消问题。     

一种利用对称三角分解求解整周模糊度的方法

整周模糊度的求解是利用载波相位进行测量时的关键问题.采用了对系数矩阵进行QR分解的方法,用以降低矩阵的维数.模糊度搜索时,针对Z变换可能会引入多余误差,采用了对称三角分解法对协方差矩阵进行去相关处理.实验与仿真结果验证了该算法的有效性.     

基于改进粒子群优化算法的DGPS整周模糊度快速解算

为了更快速、准确地解算差分全球定位系统(DGPS)整周模糊度,把改进粒子群优化算法用于模糊度固定解搜索环节。在DGPS整周模糊度解算中,在DGPS载波相位观测方程的基础上,利用最小二乘估计模糊度浮点解和协方差矩阵;对模糊度浮点解作降相关处理;利用改进粒子群算法搜索模糊度固定解。实例结果表明:在和LAMBDA算法的1 000个历元对比实验中,二者的解算成功率都在98%左右,相差不大,但改进粒子群算法搜索时间是12. 472 s,比LAMBDA算法缩短2. 008 s,搜索效率明显提高。     

用于检测双星故障的RAIM算法分析与研究*

随着GPS等卫星导航技术的广泛应用,在实际导航中对接收机的导航定位精度,尤其对定位的有效性提出了越来越高的要求。目前对此较为有效的方法就是利用接收机自主完好性监视(RAIM, Receiver Autonomous Integrity Monitoring)进行保障,而且该方法日益凸显出其优越性,但目前对该方法的研究多基于单星故障的假设。随着新一代导航系统的完善以及组合导航技术的发展,双星甚至多星同时出现故障成为不可避免的话题。本文分析和比较了用于检测两颗卫星故障的偏差完好性风险(BIT, Bias Integrity Threat)法和保护限值(PL, Protection Level)法两种RAIM算法。通过数据仿真,对用不同方法检测卫星故障的可用性及故障检测率进行比较,并分析了两种方法存在差异的理论依据。通过分析比较,说明在未来接收机处理多颗卫星同时出现故障的情况时,如何更精确地描述统计检测量与定位偏差的关系以及如何处理不同测量噪声的影响是RAIM算法可用性及有效性的关键。     

基于小波分析的RAIM算法卫星故障检测研究

作为一种传统的卫星故障诊断方法,RAIM在卫星故障监测中发挥着重要作用;文中基于奇偶矢量RAIM算法,提出一种基于小波分析的RAIM算法的卫星故障检测方法;首先利用Haar小波分解,对卫星故障信号进行小波变换处理,提取故障信号特征,通过在不同尺度的奇异性变化找到信号突变点,然后将检测结果反馈给RAIM算法进行故障检测,对不同条件下的卫星故障进行故障检测性能进行分析;仿真实验表明,该算法提高了系统故障检测的准确性,降低了误警率。     

Explaining physicians’ acceptance of EHCR systems: An extension of TAM with trust and risk factors

This paper explains physicians’ acceptance, in terms of usage intentions, of a central component of health information technology: electronic health care records (EHCR systems). For this purpose, the original version of the Technology Acceptance Model (TAM), which included perceived usefulness, perceived ease of use, attitude towards usage, and usage intentions, is extended with trust and risk-related factors such as physicians’ perceptions of institutional trust, perceived risk, and information integrity. The results stress the special importance of attitudinal factors (attitude towards usage and perceived institutional trust) and cognitive instrumental processes (mainly, usefulness perceptions) in determining physicians’ intention to use EHCR systems. Perceptions of institutional trust exerted strong direct effects on physicians’ perceived usefulness, perceived ease of use, and attitude towards the use of EHCR systems. In addition, trust fully mediated the influences of perceived risk and information integrity perceptions on physicians’ acceptance of EHCR systems.     

MEMS惯性传感器ADIS16355在姿态测量中的应用

设计了基于微电子机械系统(Microelectro mechanical system,MEMS)惯性传感器集成模块ADIS16355的姿态测量系统。该姿态测量系统采用ADIS16355作为惯性测量单元,利用加速度计对重力向量的观测来修正陀螺给出的姿态信息,卡尔曼滤波实现传感器信息融合以计算运动载体的姿态角。介绍了ADIS16355的基本功能模块,阐述了两种传感器融合测量实时姿态角的方法并给出了卡尔曼滤波算法迭代过程。基于ARMv7架构的Cotex-M3微处理器设计了姿态测量系统硬件。采用AHRS500GA对该姿态测量系统性能进行了测量姿态角的验证实验。测试结果表明,该姿态测量系统能在动态条件下准确地测定运动物体实时姿态角,其误差一般在±1°左右。     

基于SoC的无人机航测视频信息叠加设计与实现

采用无人机航测平台标校光学助降系统光学下滑道指示角度时,需要确定无人机航拍穿越光学下滑道时刻航测相机镜头成像中心位置。首先需要获取无人机标校平台航测相机视频帧成像瞬时的精确时间,然后根据成像时刻GPS天线相位中心的坐标,结合无人机平台的姿态信息通过坐标转换得到拍照时刻航测相机镜头几何中心的坐标。本文设计并实现了一种基于SoC的无人机航测视频信息叠加方法,充分利用SoC内的嵌入式ARM核和媒体处理平台资源,ARM核心处理器的主要功能是完成与外设的通信及控制,专用的媒体处理平台完成音视频解码,采用SoC专用解码芯片的方案具有开发灵活和集成度高等优点。     

基于MEMS陀螺仪的铁路轨道塌陷监测系统设计

针对铁路轨道经常塌陷、事故频发现状,为有效监测轨道塌陷情况,设计了一种基于微机电系统(MEMS)陀螺仪的铁路轨道塌陷监测系统.分析了系统的基本设计原理,以MEMS陀螺仪、GPS模块为姿态测量元件,采用可编程逻辑控制器(PLC)对陀螺仪和全球定位系统(GPS)模块信息进行实时采样,定制了Win CE操作系统的ARM存储控制.同时,应用卡尔曼滤波算法在Matlab上实现陀螺仪和GPS数据融合、消除噪声.系统测试前使用专用水平仪传感器进行静态检测.测试结果表明:在平整和颠簸两种路段下,系统检测值准确可靠.当系统检测出倾角误差绝对值大于0.4°时,能够准确反映塌陷超标并反馈信息.系统符合我国铁路轨道动态检测指标,可广泛应用于铁路轨道塌陷监测.     

Here and now mobile learning: An experimental study on the use of mobile technology

Mobile technology opens the door for a new kind of learning called here and now learning that occurs when learners have access to information anytime and anywhere to perform authentic activities in the context of their learning. The purpose of this study was to investigate the effects of here and now mobile learning on student achievement and attitude. The research questions addressed were (1) Does “Here and Now” mobile learning significantly improve student achievement when compared with Computer based Instruction? (2) Does “Here and Now” mobile learning significantly improve student attitude when compared with Computer based Instruction? (3) Are there differences in student achievement and attitudes when “Here and Now” mobile learning is delivered using a tablet versus ipod? 109 undergraduate students enrolled in preservice instructional design and instructional technology courses at a regional southeastern university participated in the study. Participants took a pretest at the beginning of the study, and then were assigned to one of the versions of an art lesson (CBI version and iPad/iPod version) which were developed using Lectora Inspire incorporating information on five different paintings in the education building. After the lesson, they completed the posttest and an attitude survey. ANOVA was conducted on data obtained from the achievement posttest and on the attitude survey results for the Likert type items (Items 1–12). Analyses on achievement and attitude data revealed positive significant differences. The CBI treatment achieved positive posttest scores on the posttest while the iPad/iPod treatments had positive attitudes. This study has implications for those designing and implementing mobile learning.     

基于ARM和Linux的嵌入式平台的构建

首先介绍了嵌入式系统的概念,及相关硬件平台和软件版本。然后,主要介绍了嵌入式Linux的引导程序U-Boot的移植,以及开源、免费操作系统Linux2.6.32.2的移植。最后,构建了基于Nand Flash存储器的Yaffs2文件系统,利用BusyBox创建根文件系统。基于ARM和嵌入式Linux的嵌入式系统平台搭建基本完成,可以在此平台上添加更多驱动,以便更好地开发应用程序。     

基于红外传感原理的无人机姿态测量系统设计

由于红外温度传感器能有效感知天空间的热辐射,并且相比传统姿态测量的传感器具有体积小、重量轻、成本低等特点,设计一种基于红外传感原理的无人机姿态测量系统;该系统以新型的ARM Cortex—M3内核微处理器STM32F103ZET6作为处理单元,通过采集红外传感器的姿态信息,进行姿态解算,进而获得无人机的姿态角;同时分析了太阳干扰对实验的影响。实验测试表明:该姿态测量系统简单实用,性能稳定,精度高,能有效满足一般无人机姿态测量的要求。     

基于UM6惯导模块的四旋翼飞行器姿态控制

针对目前四旋翼飞行器姿态控制过程中姿态解算精度不高的问题,选用成本低、精度相对较高的UM6-LT惯导模块,该模块内置嵌入式ARM处理器,直接通过数字接口输出姿态角。首先分别在电机静止和转动状态下测试了该模块的稳定精度,其次通过协方差调节其内置的扩展卡尔曼滤波器参数。最后结合XBee无线传输模块,使用PID算法,在X650value实验平台下进行飞行试验。结果表明,UM6-LT惯导模块的姿态解算精度可以满足四旋翼飞行器姿态控制要求。     

基于北斗/iNEMO惯性模块的机器人运动姿态解算方法

基于北斗/iNEMO惯性模块研究了一种组合式机器人运动姿态测量系统和解算方法。设计了以ARM为核心的嵌入式组合姿态解算平台,通过四元数法和卡尔曼滤波技术,对iNEMO惯性组件测量数据进行融合,进而在高动态环境中实时解算出机器人的运动姿态。同时,以北斗接收机输出的1PPS上升沿脉冲作为数据融合的同步信号,并利用其输出的导航信息辅助iNEMO惯性模块实现精对准。测试结果验证了设计方案的可行性和正确性,为机器人姿态解算提供了一种高精度、高稳定性、小体积、低功耗的解决方案。     

基于磁场传感器和ARM的智能停车场管理系统

针对传统停车场管理系统寻找空车位时间较长、车位利用率较低等问题,将磁场传感器和ARM引入智能停车场管理系统中.以HMC5983磁场传感器为核心设计了车位信息采集模块,以ARM芯片为核心设计了主控模块,以CCD相机为核心设计了车牌信息采集模块,并对其进行软件开发,设计出了易于查看的空余车位显示模块,并最终实现ARM控制.系统测试表明:HMC5983磁场传感器能够实时采集停车场的车位信息,并通过空余车位显示模块显示出来,为入场车辆提供了直观的停车指导,同时采用ARM芯片提高了系统的安全性.本系统适用于各类大中型平面停车场,实现了停车场系统的智能化管理.