一种自主飞行无人机搜索目标的导航控制策略

对无人机搜索跟踪目标的导航控制策略进行了研究,针对任务设备输出的目标测角误差对目标位置估算精度的影响,进行了理论分析与数值计算;提出了引导飞机飞行的沿预定搜索航线模式,以及沿相对目标侧向偏离减小的水平机动模式自主选择与切换的导航控制策略,并进行了具体算法设计与实际飞行试验验证。试验结果验证了该导航控制策略的有效性,解决了在引导飞机单纯按预定搜索航线飞行时,由于任务设备偏离目标引起的大测角误差所造成对目标位置估算精度降低的问题。     

飞行管理系统的导航功能研究进展

随着我国经济实力的快速提升,推动了我国航空事业的稳步发展,进而使现代航空技术得到了显著的提升,在飞行管理当中普遍的应用了计算技术,我国飞行管理水平与质量均有显著的改善.在20世纪80年代在航空管制过程中普遍的应用了飞行管理系统,对提高我国飞行管理能力有着非常重要的作用.飞行管理系统中的一个重要的功能便是导航,有效的保证导航功能的顺利运行,才能更好的保证航空安全.对此本文就对飞行管理系统当中导航功能近年来的研究进展作出综述,以期对相关的工作人员有所借鉴.     

航空物探试验场地面地球物理场特征分析

航空地球物理探测技术是地质和矿产勘查的重要手段,其探测能力主要取决于测量系统及测量方法的有效性,而测量系统及测量方法有效性的提高,又需要专业的检验平台(航空物探试验场)。因此,在我国建立专业的航空物探试验场十分必要。本文搜集了我国某航空物探试验场的地质地球物理资料,在试验场设计并完成了重力、电阻率测深、瞬变电磁工作。通过对实测资料的处理和研究,将试验场划分为三个大的异常区,确定了试验场内的两个较大的断裂和一个次级断裂。本文在国内首次以专项工作的方式为航空重力及电磁法测量提供了高精度的参考数据,从而为国内航空地球物理测量系统检验和方法研究提供了综合平台。并且通过多种物探方法建立标准场的实践认识到,通过有效的选址,在充分利用已有的地质、地球物理(地面、航空)及测绘等资料的基础上,可以完善建成综合试验场,为航空物探飞行测量提供可靠的高精度对比资料。     

我国区域导航技术研究现状与发展

区域导航技术最早应用于航海.海上船舶通过接收多个导航设备的长波信号,在航图上计算出船舶的位置,确定航行方向.新的导航源的投入使用,导航精度的提高使区域导航技术在航空上得到进一步的发展.本文分析了区域导航的特点及在国内外的应用现状,指出区域导航的进一步推广是我国飞行设计领域的必然趋势.     

SINS/GPS组合导航方法设计

根据SINS/GPS组合导航的基本原理,重点研究联合卡尔曼滤波方法在组合导航中的应用,基于最优化理论的数据融合技术,通过分析纯惯性导航系统的误差,建立了组合导航系统的误差模型,设计了高可靠性、易于工程实现的简化联合卡尔曼滤波器和对应的数据融合算法。并对该导航系统进行了动态实验,结果表明组合导航能有效抑制导航参数误差,提高导航精度。     

基于高斯过程的飞行转弯区一致性监视技术研究

针对导航误差和监视误差等干扰因素以及飞行转弯固有的不确定性和可变性,比如转弯开始点和转弯半径的差异,造成飞行转弯区内难以判定航空器是否与飞行计划或管制指令一致的问题,提出了一种比较航空器系统状态预期值和实际测量值的一致性监视方法,该方法基于高斯过程对转弯区的一致性飞行建模,通过模型求解出预期的状态值范围,其中引入附加的偏离项使模型有效地描述了飞行转弯区各个时段内系统状态值的合理变化趋势。系统状态预期值的计算通过高斯过程的贝叶斯推理框架完成,并且使用随机采样的方法解决引入偏离项后的后验概率无法求取解析解的问题。构建的飞行模型使用历史飞行数据进行训练,避免了直接依据飞行计划或管制指令计算系统状态预期值的方式下容易出现的问题,主要是无法充分考虑实际情况下各种因素对于系统状态值的影响。使用实际飞行场景中的监视系统数据进行测试,结果表明该方法计算得出的系统状态预期值区间反映了系统状态值的合理变化范围,能够有效判定一致性飞行。此外,相比于基于轨迹偏差阈值的判定方法,该方法能够取得更优的误报率和检测时间,避免了人为设置阈值不合理造成的影响,同时体现了该方法易于扩展,便于利用监视系统中位置信息之外的测量值提高一致性监视的性能。     

极区飞行格网惯性导航算法原理

为克服极区飞行时地理经线收敛引起传统机载惯性导航系统力学编排方案无法定位定向的问题,提出了格网坐标系下的惯导力学编排方案。该方案可以直接获得格网航向而无需任何外界参考信息,地心地固坐标系下的位置坐标替代传统经纬度坐标可直接用于飞机定位。推导的格网导航坐标系下的导航误差方程可方便用于组合导航算法设计。仿真分析表明格网导航算法误差特性同常规导航方案的误差特性一致,可以满足极区飞行时飞机的导航需要。     

航空维修与航材的保障探讨

随着社会经济的发展和人们生活水平的提升,航空飞行以其快捷的特点开始逐渐成为人们出行的一种重要交通方式.由于航空飞行事故的危害性比较大,因此飞行安全保障特别重要.要保障航空飞行的安全性,就要做好飞机维修和航空材料的保障工作,只有及时的发现问题并进行解决,才能降低正式飞行中出现的意外.本文主要对航空维修和航材的保障问题进行了深入的分析,以供参考.     

通用航空飞行计划申请与报备模式探究

通用航空的发展需要相应的体系制度.以飞行服务站为基础的管理模式可以较好的解决通用航空发展的诸多问题.就通用航空飞行计划申请与报备模式为研究,在对比了中美通用航空飞行计划申请与报备的基础上,提出了未来我国以省级飞行服务站为中心的管理模式,并提出可未来发展到该模式的过程中需注意的问题.     

导航卫星星地双基SAR时频同步误差估计方法

为验证长合成孔径时间下地球同步轨道合成孔径雷达对地成像的机理,采用北斗3号IGSO导航卫星作为照射源,地面静止接收的星地双基构型进行等效性验证。针对导航卫星信号特点和星-地双基合成孔径雷达面临的时间频率同步难题,提出了一种基于回波数据估计导航卫星测距码延迟误差,并进行误差修正的星地双基地合成孔径雷达回波数据时频同步误差估计方法。该方法首先根据导航卫星脉冲重复频率对一维直达波信号和反射波信号进行了二维划分,保留了整个采集信号的完整性,通过直达波信号距离向匹配滤波获得非理想采样环境下正确的峰值位置序列,并利用此峰值位置序列完成直达波信号和反射波信号的时间同步误差补偿以及本地测距码的修正,解决了北斗3号IGSO导航卫星星地双基合成孔径雷达成像过程中存在时间同步后距离脉压信号包络分布与理论推导模型失配的问题;然后利用修正后的本地测距码对直达波信号匹配滤波获得直达波峰值相位矢量;最后利用此峰值相位矢量对反射波信号进行频率误差补偿和成像处理。实测数据的处理结果验证了所提方法的有效性。     

H∞滤波在惯导/GPS组合导航应用的比较分析

为分析H∞滤波算法在惯性导航系统INS/GPS组合导航应用中对动态环境的自适应能力,选用卡尔曼滤波算法和Sage-Husa算法作为对照,并改进了Sage-Husa算法,构造了较为全面的惯导系统误差模型、扰动数据情形和飞行轨迹,比较分析了三种算法的自适应能力.仿真结果表明:在这种验证环境中,H∞滤波算法可调参数受到的约束较多,与改进的Sage-Husa算法相比,卡尔曼增益和估计协方误差与量测值变化的相关性较弱,导致自适应能力较弱.在这类模拟动态环境中H∞滤波算法的自适应能力要低于改进的Sage-Husa算法.方法和结果对于鲁棒的INS/GPS组合导航算法的工程化应用有较高的实用价值.     

高斯粒子滤波的惯性／GPS紧组合算法

为提高组合导航系统的可靠性,针对以伪距、伪距率残差为量测信息的紧组合算法会带来线性化误差的缺点,推导了基于伪距、伪距率的非线性紧组合模型.针对紧组合系统状态维数高导致粒子滤波实时性差的问题,提出基于线性非线性结构分解的高斯粒子滤波算法,对状态方程中的非线性和线性部分利用高斯粒子滤波和经典卡尔曼滤波分别进行递推,有效降低了系统的运算量.仿真结果表明,使用改进的紧组合滤波算法系统定位精度相比线性化紧组合算法提高一倍.     

Tests and error analysis of a self-positioning shearer operating at a manless working face

Self-positioning of a shearer is the key technology for mining with a man-less working face. In an underground coal mine all radio navigation; satellite positioning or celestial navigation methods have their limitations. We analyzed an inertial navigation system intended to guide the movement a shearer and designed a self-positioning device for the shearer. Simulation tests were also performed on the system. We analyzed the errors observed in these tests to show that the main reason for the low precision of the self-positioning system is accumulated error in the inertial sensor. A Kalman filtering algorithm used in combination with the shearer motion model effectively reduces the measurement errors of the self-positioning system by compensating for gyroscopic drift. Finally, we built an error compensation model to reduce accumulated errors using continuous correction to provide self-positioning of the shearer within a certain range of accuracy.     

探究-合作体育教学模式的构建与运用

根据素质教育理论及人本主义教育思想和终身体育思想,尝试从理论依据、目标定位、操作程序、师生角色、评价反思等方面构建了探究一合作体育教学模式。确定了该教学模式的运用范围和适用原则,指出运用中应注意的问题,以提高学生的综合素质和改进课程教学。     

辅助北斗导航中参考基站服务范围评估研究

为了提高移动定位性能,增强北斗导航系统的应用能力,降低移动网络的投资成本,提出了一种新的辅助卫星移动定位中参考基站服务范围的评估方法,并对辅助北斗导航中参考基站的服务范围进行了评估。首先利用STK建立北斗导航系统模型,模拟出实际的应用场景;然后在该场景下通过改变参考基站与UE的距离,分别计算出二者观测到同一卫星的区间链路数据;最后通过观测到同颗卫星的持续时长分析出参考基站的服务范围。结果表明,参考基站服务范围对基站与UE观测同一颗卫星的可见时长有着较强的影响,当参考基站服务范围超过300km时,就会严重影响到北斗的辅助性能。研究结果为辅助北斗移动定位业务的开展提供先验信息。     

精度飞行试验中GPS动态定位数据可用性分析

建立、推导全球定位系统（global position system，GPS）和某精测雷达作为标准设备为被试品提供标准值时的坐标换算精度模型，经过对某些航路的理论计算，量化标准值的误差，分析GPS设备和某精测雷达提供的标准值在动态精度试验中的可适用性。     

Influence of the pulsar direction error and geometry distribution on spacecraft relative navigation

X-ray pulsar navigation is one of the effective means to realize the spacecraft relative navigation. Based on the Kalman filtering measurement model of X-ray pulsar based relative navigation, the effect of pulsar direction error and geometry distribution on navigation accuracy is researched. To model the pulsar direction error, a method of translating the model error into the measurement error is proposed. Simulation results indicate that the relative distance deviation caused by pulsars direction errors of 1arcsec is up to 0.34％ and that it increases linearly with the actuating direction error when the direction error is within 1000arcsec. The effect of the pulsar geometry distribution on navigation precision is remarkable. Selecting 4 pulsars from 8 for navigation, the discrepancy of navigation precision reaches 10.74％.     

考虑运动加速度干扰的无人机姿态估计算法

为解决动态环境下无人机导航系统姿态估计易受传感器噪声和运动加速度干扰的难题,提出一种考虑运动加速度干扰的无人机姿态估计算法。首先,建立运动加速度估计模型,根据基于卡尔曼滤波的加速度误差模型和由外部传感器提供的速度信息实现对运动加速度的精确估计,利用运动加速度估计模型获得的运动加速度对加速度计的原始值进行修正,降低动态环境下运动加速度对姿态估计的干扰。随后,搭建基于互补滤波的姿态估计模型,利用磁力计信息和修正后加速度信息构建陀螺仪修正量,对陀螺仪原始值进行修正,设计互补滤波器滤除来自加速度计和磁力计的高频噪声和来自陀螺仪的低频噪声,避免传感器噪声信号对姿态估计的干扰。最后,利用无人机试飞过程中采集的传感器信息对该算法进行实验验证。实验结果表明,该算法可以精确估计无人机机动过程中所产生的运动加速度,有效减弱传感器噪声和运动加速度对姿态估计的干扰,该算法显著提高了无人机导航系统在动态环境下姿态估计的精度和抗干扰能力。     

中性滤光片扩大CCD测温范围的研究

基于彩色CCD（电荷耦合器件）的比色测温中，CCD必须工作在光电转换特性的非饱和区。由于CCD图像传感器的非饱和区宽度较窄，单独利用CCD测温时，测温范围难以达到高温检测的应用要求。针对一些学者提出的采用中性滤光片扩大测温范围的思想，通过深入分析CCD光电转换特性和辐射体单色辐射亮度与温度之间的关系，指出使用中性滤光片虽然可以扩大测温范围，但其效果并不显著，仍难以满足高温测量的应用要求，实验结果证明了结论的正确性。     

Path planning method for controlling multi-UAVs to reach multi-waypoints simultaneously under the view of visual navigation

There is a high demand for unmanned aerial vehicle( UAV) flight stability when using vision as a detection method for navigation control. To meet such demand,a new path planning method for controlling multi-UAVs is studied to reach multi-waypoints simultaneously under the view of visual navigation technology. A model based on the stable-shortest pythagorean-hodograph( PH) curve is established,which could not only satisfy the demands of visual navigation and control law,but also be easy to compute. Based on the model,a planning algorithm to guide multi-UAVs to reach multiwaypoints at the same time without collisions is developed. The simulation results show that the paths have shorter distance and smaller curvature than traditional methods,which could help to avoid collisions.