靶场光雷测量数据融合定位方法研究及应用

在靶场测量中,光电经纬仪由于测量直观、可靠性好、测量精度高等特点,一直被作为外弹道跟踪测量的重要设备,但是其不具备单站定位功能且双站交会受布站等因素限制。针对这种情况,为充分利用测量数据,将部署在经纬仪附近的具有作用距离远的雷达系统与光电经纬仪建立联合定位模型。首先对雷达和经纬仪的测量数据进行时间和空间配准,然后通过单站定位方法得到目标的位置。应用结果表明,其定位精度明显优于雷达单站定位精度,该方法可以作为计算弹道坐标的一种补充。     

一种新型激光经纬仪自动跟踪引导方法

针对经纬仪在测量过程中需要人眼瞄准读数,不能自动跟踪并测量运动目标的问题,提出一种新型经纬仪自动跟踪引导方法。该方法采用高分辨率相机,捕获运动目标;采用基于卡尔曼滤波原理的跟踪程序预测目标运动航迹,驱动二维云台承载相机沿水平或俯仰方向旋转,从而实现相机视准轴对目标航迹的跟踪;再基于D-H模型构造相机坐标系和经纬仪坐标系之间的引导矩阵,从而引导经纬仪的望远镜指向相机视场范围,完成对目标的跟踪和测量过程。实验结果表明,该跟踪引导方法效率高,实用性强,在实现了经纬仪自动测量的同时,保证了测量的精度。     

基于LQEKF的机载光电平台的模型预测控制

为了提高机载光电平台对目标稳定跟踪控制性能，提出一种基于线性二次增强卡尔曼滤波器的机载光电平台模型预测控制算法。建立机载光电平台的动力学模型，在卡尔曼滤波状态估计的基础上，引入线性二次调节器增益减小估计状态的相位延迟，使状态估计值更为精确，利用估计的状态设计模型预测控制器，减小目标跟踪误差。跟踪目标仿真实验结果与卡尔曼滤波状态估计结果最大误差减小了58.14%，与扩展卡尔曼滤波状态估计最大误差减小了52.62%，表明本算法能够有效提高机载光电平台对目标的跟踪控制性能，实现了机载光电平台对目标的稳定跟踪控制。     

基于卡尔曼滤波的高精度弹道滤波算法研究

在弹道轨迹估计中,卡尔曼滤波算法是一种普遍使用的算法,常规卡尔曼滤波算法适用于线性离散系统.对于非线性离散系统模型,为了提高滤波的精度,减小系统模型误差以及未知的量测噪声和过程噪声统计特性对滤波精度的影响,提出了一种带有噪声统计估计器的拟线性最优平滑滤波算法.将该算法应用到弹道系统模型中,对弹道轨迹进行滤波估计.通过计算机建模仿真改进的算法和传统的拟线性最优平滑滤波算法,得到的实验结果表明,改进后的算法可以减小由于系统模型不精确带来的误差,很大程度上提高了弹道轨迹滤波估计的精度.     

水轮机叶片光电经纬仪测量及其数据处理技术

介绍采用光电经纬仪对大型混流式转轮叶片的三维测量和相应的测量数据处理技术,阐述采用光电经纬仪来解决大型混流式转轮叶片的三维测量难题,并开发出了配套的叶片三维测量数据处理技术和软件,用于混流式叶片数控加工中的快速装夹找正,大大提高了叶片找正的效率和精度,降低了叶片数控加工的制造成本.图2     

嵌入式芯片在ATP系统中的应用

为了提高经纬仪的跟踪、捕获、瞄准(ATP)的精度,越来越多的复杂实时算法被应用到光电经纬仪的ATP系统中,因此要求伺服控制器能够在最短的时间内完成大量的运算,即对伺服控制器的运算性能提出了更高的要求。目前的经纬仪伺服系统多是在底板PC104上叠加多种功能板卡来完成捕获跟踪等任务,文章所述系统设计了以嵌入式芯片为核心的伺服系统,增加了可靠性,提高了精度和响应速度。     

基于CSM_UKF的双经纬仪强机动目标跟踪研究

以双经纬仪纯角度测量与定位为研究内容,考虑量测方程的非线性,采用无迹卡尔曼滤波(UKF)进行系统状态估计。同时,设定非合作目标预警跟踪背景,假设目标存在强机动的情况,以当前统计模型(CSM)拟合目标运动状态,建立了双经纬仪对强机动目标的CSM_UKF跟踪模型。在相同条件下,与匀加速模型进行了仿真比对。仿真结果表明,该模型能实现双经纬仪纯角度测量条件下对目标的稳定跟踪,尤其在目标存在强机动条件下,跟踪效果优于匀加速模型。     

基于场景划分方法的风光出力耦合特性机理

利用数据挖掘技术,根据风光出力特性采用不同场景数据划分方法对风光资源丰富地区的实际风电、光电出力数据进行场景划分,在划分的典型场景数据下对风光出力互补耦合特性进行分析,研究合成出力跟踪系统负荷的机制特性及提高出力预测精度问题,提出耦合度和跟踪负荷度计算方法。研究表明,风光互补合成出力耦合特性在一定程度上减小了出力的波动性,合成出力对系统负荷跟踪度达到了12.2%,同时风光合成出力预测的耦合所得误差比单独的风、光电出力预测系统所得误差小。     

基于模糊聚类的经纬仪时统误差计算方法

针对靶场长期以来无法精确估算经纬仪时统误差,给数据处理结果带来很大误差的问题,提出了利用改进的模糊聚类方法计算时统误差。首先对测量值进行滤波和插值等预处理,然后将真值作为聚类中心,通过计算测量值与真值的隶属度,建立关联矩阵,求出时统误差,从而实现各台经纬仪时统的高精度同步。这样充分地利用了测量数据,提高了数据处理精度。经仿真试验证明,该方法能较精确计算出时统误差,算法简单,计算量小,易于工程实现。     

基于图像匹配的长焦透镜焦距测量研究

提出一种新的测量长焦透镜焦距的方法。采用测角精度较高的光电经纬仪,由CCD相机拍摄经纬仪中十字亮线偏移的位置图像,并记录经纬仪显示的对应角度。应用改进的互相关匹配算法及三次曲面拟合算法,对CCD拍摄的两幅图像进行快速亚像素匹配,获得关于十字亮线中心的一对亚像素匹配点坐标。最后根据经纬仪角偏移量和亚像素点偏移量求出长焦透镜的焦距,实验获得了较高的测量精度。     

一种微机械陀螺仪误差的高精度补偿方法

为了提高低精度微机械陀螺仪的精度,研究了陀螺仪的确定性误差.根据陀螺仪的误差模型推导了如何得到陀螺仪的输出数学模型中的刻度因子、失准角、零偏.利用allan方差辨识陀螺仪的噪声系数,根据微机械陀螺仪的误差模型设计了kalman滤波器进行动态仿真,仿真结果表明:采用卡尔曼滤波补偿后微机械陀螺仪的输出均值较原始值和标定后有了明显的提高.     

基于TMS320F2812的直流力矩电机伺服系统

针对现有光电设备的伺服控制系统存在的集成度差、价格昂贵等问题,提出一种基于TMS320F2812芯片作为核心处理元件的伺服控制器的设计方法,以DSP为基础构建了伺服控制系统的硬件平台,采用数字化控制算法,实现了对选用直流力矩电机作为执行元件的光电经纬仪的伺服控制.经实际运行证明,该设计方案完全能实现光电经纬仪所要求的跟踪性能,满足高精度要求,可以替代基于PC-104工业总线的控制板卡构成的伺服控制系统.     

微机保护中卡尔曼滤波模型参数的选择

卡尔曼滤波,是线性、无偏、最小方差的实时递推滤波,是一种高效、优化的数据处理方法。以输电系统的二状态电压模型和三状态电流模型的滤波模型参数的确定,进行了分析研究,以具体线路(山东邹县——潍坊500kV数学仿真线路)为例作了短路过程基频电压和电流分量的最优估计,获得了一套适合于各种故障情况的模型参数。此模型参数之滤波精度和收敛速度俱称满意。本法实时计算简单,特别适合于在高压输电线路的微机保护上应用。     

硅微陀螺仪随机漂移建模及滤波

通过对硅微陀螺实测数据的分析与预处理,得到了平稳正态零均值的时间序列。在时间序列分析的基础上,通过对比AR模型各参数,利用fpe准则确定了AR（1）模型,并以AR（1）模型的输出进行kalman滤波,从而降低随机过程噪声对陀螺仪精度的影响。实验结果表明,kalman滤波可有效提高硅微陀螺的精度。     

基于卡尔曼滤波的空气细颗粒物称重数据处理

针对在细颗粒物采样监测装置中称重部分数据采集易受外部环境的影响,产生测量误差和干扰,导致称重部分的精度达不到要求,进而影响整个监测装置的测量精度和性能.通过经典的卡尔曼滤波算法,对传感器读取的数据进行处理,去除了极端数据,提高了称重部分的检测精度.通过MATLAB编写程序,对称重数据进行处理并图形化显示,满足称重部件精度要求±2 mg的要求,验证了卡尔曼滤波算法在此应用的有效性.该方法可应用于相关领域的数据处理.     

考虑量测相关性的容积卡尔曼滤波动态状态估计

针对电力系统动态状态估计中SCADA量测量间存在相关性的实际情况,文中提出了一种考虑量测相关性的容积卡尔曼滤波动态状态估计方法。首先进行了SCADA量测相关性分析,然后基于状态转移方程推导过程噪声协方差矩阵,基于容积变换方法计算考虑SCADA量测相关性的量测误差协方差矩阵,并提出了考虑量测相关性的电力系统动态状态估计流程,每次估计实时修正量测误差协方差矩阵及过程噪声协方差矩阵。IEEE-39节点系统的仿真结果表明,相较于不考虑量测相关性的容积卡尔曼滤波算法,文中方法能够明显提高状态估计结果的精度。     

机载雷达精度评定方法研究

针对受检的机载雷达作战目标的多样化的特点,提出了采用等效替代推算的必要性,总结了受检雷达精度评定流程。针对受检雷达和GPS真值数据无法对齐的问题,提出采用插值的方式进行解决,同时,对GPS真值数据采用卡尔曼滤波的方法降低了随机噪声的影响,进一步提高了GPS数据作为真值的精度,更有效地考核雷达的品质。该方法对完成空中平台雷达的精度评定具有一定的借鉴意义。     

并联混合电力有源滤波器的非线性控制算法

并联混合电力有源滤波器是一非线性、多变量、强耦合的系统,对其建立精确的数学模型比较困难.文中采用了非线性鲁棒控制技术,该技术将配置非线性结构替代极点配置进行控制系统的设计,依靠期望轨迹与实际轨迹之间的误差大小和方向来实施非线性反馈控制,它对混合电力滤波器的数学模型要求并不高.数字仿真结果表明,该控制技术能较好地控制混合电力有源滤波器,并具有较好的动态特性和较强的鲁棒性.