基于UKF弹体滚转姿态测量方法研究

利用磁阻传感器和GPS等器件的测量信息,建立了地磁/GPS组合弹体姿态测量解算模型,对弹体姿态信息进行实时测量解算。为了提高弹体飞行姿态测量解算精度,建立了弹道滤波方程,采用UKF算法进行数据滤波处理,结合磁阻传感器的输出信息对弹体滚转姿态进行实时解算。数值计算及仿真结果表明:相比于直接使用GPS输出的速度信息进行姿态解算,通过UKF滤波处理后,可以使得地磁/GPS组合测量解算的结果更准确,提高了弹体姿态解算精度。     

弹载GPS弹道测量系统的设计

通过对GPS在弹道测量中特点和要求的分析,以及对弹载GPS接收机测量系统和弹载GPS转发器测量系统2种弹载GPS的定位模式的讨论,选择弹载GPS转发器方式、采用差分定位方案构造了炮弹弹载GPS弹道测量系统.该系统的弹上部分由GPS OEM板、以DSP为中心的控制器、MODEN、收发信机、RAM和串行接口组成.地面基准站的功能是接收弹载GPS播发的信息,解算并显示飞行器的位置、速度,同时可给飞行器发出控制指令.弹上软件包括OEM板的初始化模块、数据处理模块、数据编码模块等.地面软件包括数据采集模块、星历计算模块、差分处理模块、飞行轨迹回放模块等.     

改进GPS多天线配置法姿态测量仿真研究

研究了采用双基线GPS多天线配置方案测量载体的姿态，通过改进的GPS多天线配置法完成对整周模糊度的解算，结合GPS载波相位信息测量得到基线矢量。该姿态测量方案能快速而准确地解算整周模糊度，解算方法算法简捷、计算速度快，并且不依赖GPS的码元信息，减小了跳周现象对测量结果的不利影响，使姿态测量精度得到提高，对于实时姿态测量(RAD)系统具有很好的应用价值。     

浮点编码的遗传算法在GPS姿态测量技术上的应用

基于单基线的GPS载波相位双差姿态测量模型,利用模糊度函数法,建立起适应度函数,采用十进制编码设计了能够避开整周模糊度的求解而直接搜索解算载体姿态的遗传算法模型.实测数据处理结果表明:静态条件下,航向解算精度达到0.30°(均方差),纵摇角解算精度达到0.40°(均方差),基线长解算精度达到0.30m(均方差).可以证明算法具有潜在的动态姿态实时解算能力.     

高旋火箭弹GPS/SINS组合测姿方法

针对GPS/SINS组合导航系统在高旋火箭上应用所遇到的初始对准困难、误差累积迅速等姿态解算难题,通过速度角辅助,提出了分段滤波进退算法修正初始滚转角技术。通过不断修正分段初始滚转角使SINS解算更趋于合理值。利用速度角修正技术,去除高速旋转造成的误差累积,再通过卡尔曼滤波得到较为准确的姿态信息。仿真结果表明,分段滤波修正初始滚转角可以有效地解算出较为准确的姿态信息。对实测数据的处理也证明,该技术可以应用于实际工程,解算得到的姿态信息满足工程需要。     

GPS外测弹道参数的精度估算方法

结合发射坐标系下GPS外测弹道参数的解算过程和方法，给出了使用GPS测量数据解算弹道参数的精度估算方法。     

基于互补-粒子滤波的MEMS 传感组件姿态数据融合算法

为解决现有的MEMS传感组件精度低、误差大和磁传感器测量的航向角数据噪声大、精度低等问题,提出基于互补-粒子滤波的姿态融合解算方法.先用互补滤波算法结合加速计和磁力计对陀螺仪的姿态角进行修正,再采用四元素法对陀螺仪数据进行粒子滤波.仿真实验结果证明:该算法能快速解算出姿态角,提高解算精度.     

基于磁强计和陀螺的弹箭飞行姿态测试方法

提出了一种基于磁强计和陀螺的弹箭飞行姿态测试方法。利用地磁测量、陀螺测量和卡尔曼滤波器来解算姿态角的算法。设计一种基于地磁和陀螺的姿态测量系统,利用组合样机在三维无磁性转台上采集数据,分析和处理了实验数据,对卡尔曼滤波器进行了测试。结果表明:该算法可用于旋转飞行体的姿态测量。     

雷测与GPS外测数据联合定轨方法探讨

探讨了使用雷达测量的距离和(差)及其变化率数据和弹载转发器GPS外测数据,加权最小二乘解算弹道参数方法。该方法改变了目前雷测数据与GPS外测数据分别解算弹道参数的模式,可以充分利用冗余外测信息提高弹道参数的解算精度。     

VC下GPS通讯的实现

GPS已成为目前世界上最为活跃的一种精确导航手段.本文以GPS-OEM板的硬件特性和数据结构特点为基础,对WI NDOWS平台下采用VC对GPS进行通讯编程进行论述.     

基于RAEKF和DGPS的航母姿态测量方法研究

针对现有基于差分GPS(differential global position system,DGPS)的定姿算法无法解决GPS信号受干扰时无解的问题,且容易受GPS数据中粗大误差的影响,提出一种基于自适应抗差卡尔曼滤波(robust adaptive extended Calman filter,RAEKF)和DGPS的航母姿态测量方法。研究载波相位差分GPS的测姿原理,详细分析现有定姿算法的原理并分别指出他们存在的缺陷,提出不受GPS数据缺失和粗大误差影响的RAEKF算法。结果表明,该算法能充分利用航母的运动信息,提高GPS定姿的精度和可靠性。     

基于RAEKF 和DGPS 的航母姿态测量方法

针对现有基于差分GPS(differential global position system,DGPS)的定姿算法无法解决GPS信号受干扰时无解的问题,且容易受GPS数据中粗大误差的影响,提出一种基于自适应抗差卡尔曼滤波(robust adaptive extended Kalman filter,RAEKF)和DGPS的航母姿态测量方法。研究载波相位差分GPS的测姿原理,详细分析现有定姿算法的原理并分别指出他们存在的缺陷,提出不受 GPS数据缺失和粗大误差影响的 RAEKF算法。结果表明：该算法能充分利用航母的运动信息,提高GPS定姿的精度和可靠性。     

影响GPS航海导航精度的几个关键技术研究

对基于GPS-OEM板开发的传统航海导航软件进行了深入研究.找出了影响导航精度的主要因素,并针对这几种因素分别提出了相应的解决方案.针对定位误差,采用卡尔曼滤波方法处理航行体位置信息,建立了卡尔曼动态滤波模型.针对航行体速度误差,采用曲线拟合航程方法进行航行体速度平滑.当GPS定位信息无效时,给出船位推算模型来推算航行体位置.     

一种适用于高动态强干扰环境的视觉辅助微机械捷联惯性导航系统/全球定位系统超紧组合导航系统

为解决高动态、恶劣全球定位系统（GPS）环境下微机械捷联惯性导航系统（MEMS-SINS）/GPS超紧组合导航系统抗干扰能力差的问题,提出一种适用于高动态强干扰环境的视觉辅助MEMS-SINS/GPS超紧组合导航系统。将双目视觉提供的姿态信息引入MEMS-SINS/GPS超紧组合系统中,提高了平台失准角的可观测性;推导了系统的状态方程和量测方程,使用模糊控制方法对两个子滤波器的导航结果进行信息融合。通过数字仿真验证了该系统方案设计的可行性：当GPS信号受到强噪声或多径干扰造成跟踪精度下降时,双目视觉辅助MEMS-SINS/GPS超紧组合系统可以有效降低导航误差,系统位置误差和速度误差分别保持在5.0 m和0.5 m/s以内,有效地解决了低空飞行器在GPS信号被遮挡或干扰情况下的导航问题。     

浮空器姿态的单目视觉测量解析算法

利用浮空器进行俯视观测可有效提高防空反导系统的截获、跟踪目标能力。通过空中测量而为地面提供可直接用于武器控制的目标诸元,必须解决作为跟踪平台的浮空器姿态的高精度测定问题。提出了一种单目视觉测量方法：通过设置地面信标,对固定双焦CCD跟踪地面信标的视频图像进行处理,首次考虑根据浮空器姿态变化对地标的灵敏度分别计算航向角及俯仰角和横滚角,依照浮空器工作条件,提出了利用光轴和特征点之间方向余弦关系确定俯仰角和横滚角的方法,给出了姿态参数的解析解,并利用多种测量信息提高测量精度,估计误差小于1 mrad．静态精度测试实验结果表明该方法可行。     

基于自适应阵抗干扰结构的双星定姿算法

文中就全球定位系统(GPS)姿态确定系统中抗干扰问题,提出基于自适应阵抗干扰结构的双星定姿算法。首先提出抗干扰定姿接收机结构,采用去耦最大似然法(DEML)方法估计出卫星信号在载体坐标系中的到达角(DOA),然后利用直接法求解出载体姿态。仿真分析了不同方位、不同更新速率和不同强度下干扰源对总姿态误差的影响,结果表明该算法在强干扰环境下具备较高的定姿精度和鲁棒性。     

大气辅助惯导空中对准研究

INS/GPS在进行空中对准时通常需要机体作机动以此来增强姿态误差角的可观性,由于GPS信号在机动条件下误差较大且与惯导信息的同步性不好,对准效果很差。针对以上问题,文中提出了利用大气数据系统输出的真空速辅助惯性基准系统进行三组合空中对准的方法,与传统的对准方法相比,飞机无需机动飞行,只需要匀速直线运动便可以完成空中对准,大大提高对准精度并且缩短对准时间。通过仿真,验证了以上方法的有效性。     

基于太阳方位角原理的炮弹飞行姿态遥测

本文根据常规兵器外弹道弹丸飞行姿态测试这一应用需求，采用数字测量技术及弹载预处理技术，对太阳方位角遥测系统进行了研究。文中给出了太阳方位角测量原理及太阳方位角传感器数学模型，提出并实现了数字太阳方位角遥测系统。该系统实际用于1．8万g炮射环境的靶场测试，首次在我国获得了高g弹丸在外飞行弹道上的太阳方位角数据，并由此获得了弹丸的章动、进动和转动等信息，可用于旋转稳定弹的飞行姿态测量。     

基于飞艇的指向随动控制系统设计与实现

一种基于飞艇的天线指向随动控制系统,由三轴角位置伺服平台、惯性测量组件、测向／测姿GPS接收器、电子控制器和姿态陀螺平台等组成。其采用直流力矩电机拖动方式实现三轴角位置的伺服控制,采用光电码盘作为基连角位置传感器,实现三轴基连角位置的闭环控制。该系统在某种军事应用领域已投入使用,工作稳定可靠。