基于Kalman滤波的互补测高方案设计

针对拖靶超低空掠海恒高飞行时精确测高问题,分析了无线电高度表测高模型和加速度计测高模型存在的缺陷,构造了由无线电高度表和加速度计组成Kalman互补滤波器,在给出算法的基础上,设计了互补测高系统.从理论和仿真两个方面对互补测高方案的有效性进行分析,结果表明互补测高方案可有效提高测高精度,具有较强的工程应用价值.     

基于PID算法的二自由度自调节测高系统设计

目前,房屋高度测量大多采用手持激光测距仪,测量的垂直度无法得到保证。针对高度测量中存在的垂直度误差较大、测量精度和效率均较低的问题,设计了一款集调节、测量为一体的自调节测高系统。系统通过三轴加速度计获取当前云台(PTZ)姿态信息,对由STM32控制器接收数据并分析运算输出的2路脉冲宽度调制(PWM)信号进行首次调节,再运用PID控制算法进行2次调节,最终实现了二自由度(2-DOF)的自主垂直调节。采用激光测距的方式进行高度测量,并将数据上传主机进行显示、存储。通过试验测试,证明该系统实现了自调节测高,垂直误差为±1°,某定点的多次高度测量误差为±1 mm,在3种姿态情况下的垂直调节在2 s内完成。由此验证了该设计的可行性。该自调节测高系统能够有效地存储测量数据,大大提高了测量的准确度与效率。     

低空掠海拖靶海浪滤波器的设计与仿真

低空掠海拖靶主要用于模拟反舰导弹。在低空掠海飞行中,含有海浪杂波的无线电高度表的测量高度数据不能直接用于高度控制。在对海浪杂波进行估计的基础上,根据卡尔曼滤波器的原理,综合采用无线电高度表和加速度计的测量信号,设计了海浪滤波器。该滤波器能够有效滤除海浪杂波的干扰,获得高质量的高度信号和垂向速度信号。通过对加速度计零点漂移的估计,能够改善垂向速度和高度的精度,并且得到没有零点偏差的加速度测量。数字仿真结果表明,这种海浪滤波器能够满足系统要求。     

基于北斗二代/气压高度表的优化算法研究

研究用高度表的气压高度信息对卫星进行实时改正问题,由于存在卫星星历误差、传播误差等因素影响,直接影响卫星导航系统定位精度和稳定性,单-的卫星导航系统难以满足航空用户的高度定位精度要求.针对北斗二代卫星导航系统和机载气压高度表测高误差的不同特性,提出了一种基于北斗二代/气压高度表组合导航系统的优化算法,并进行了计算机仿真.仿真结果表明,所设计的算法在改善高度定位精度及实用性方面都有很好的效果,并为北斗二代导航系统设计提供完善的科学依据.     

无线电高度表动态测试方法

为了对导弹无线电高度表的性能进行全面的检查,分析了目前无线电高度表采用的静态测试方法存在的高度特征点少,高度不能连续变化、不能模拟高度表真实的工作环境等问题,提出了动态测试方法,采用函数发生器和向量微波调制器对高度表发射的电磁波进行调制,得到差拍信号模拟导弹飞行高度,展宽接收信号频谱模拟导弹相对海面运动产生的杂波干扰,使高度表接收到的信号接近于真实回波信号,解决了无线电高度表动态测试问题.     

拖靶高度控制系统的设计

本文介绍了某拖靶高度控制系统和分系统的结构及工作原理，实践表明，该系统具有控制效率高，精度高等优点。     

水陆两栖飞机的无线电高度数据处理方法研究

分析了水陆两栖飞机因水上起降和机腹船体构型导致的对无线电高度表数据进行零位基准修正、天线位置修正、负高度显示等特殊的处理要求.提出了零位基准设置的判据,建立了基于坐标变换矩阵,利用姿态角数据对零位基准设置、天线布置偏离零位基准等因素产生的测高误差进行修正的无线电高度数据处理方法,将姿态角的修正从俯仰角扩展到横滚角.应用...     

一种基于FPGA/MCU结构的线性调频高度表

本文介绍了一种基于FPGA/MCU结构的线性调频高度表,采用通用的数字化平台和FPGA/单片机的结构,并用软件算法实现了高度搜索、高度跟踪、STC、AGC等功能,具有性能稳定、扩展性强、精度高、成本低等特点。主要内容包括高度表的工作原理、整机性能、组件设计和飞行试验,并着重介绍了信号处理组件的设计,如硬件电路结构、器件选型、软件算法等。飞行试验表明该高度表具有良好的测高能力和精度。     

某型机载高度表指示器数字化显示电路设计

机载高度表磁电指针式显示器存在着读数精度不高、抗震性差、非线性程度不好、模拟数据不易存储等缺陷,将高度表指示器进行数字化显示处理,除了方便读取高度数据和提高读数精度外,还能将高度数据存储到计算机内配合其他作战数据处理系统使用,进而提高设备的综合性能;针对这一问题,根据模拟高度电压信号特点,利用MCS-51单片机及接口电路设计了高度表指示器数字化显示电路。通过接口电路功能扩展和软件编程对高度表模拟高度电压进行采样量化、A/D转换、非线性修正以及LED数码显示;实践结果表明,该数字化电路显示精度高、数据易存储、制作成本低、通用性强,只需修改查表程序即可应用于其他高度表磁电示器的数字化显示,在模拟信号数字化显示处理方面具有一定的典型性。     

调频连续波高度表的计算机仿真

介绍了使用SPW软件对调频连续波高度表进行计算机仿真的情况,包括高度表的工作原理、数学模型的建立和和性能仿真等内容,并给出了定性和定量的仿真结果.仿真主要针对噪声信道和理想信道,在VHF/UHF波段及S波段进行了模拟测高,结果表明工作频率对高度表的测高精度影响不大,但宽带调频高度衷具有更好的测高精度和更强的抗干扰能力.     

基于姿态随动技术的直升机低高度测量

在飞行试验中悬停性能是直升机性能的重要试飞科目。该科目科研试飞鉴定要求有大量的样本数据(海拔、温度、重量、构形的组合)以获取比较准确的试验结论。其中,离地高度是悬停科目试飞与小速度科目试飞中的关键参数。直升机的低高度信息通常由气压式高度传感器、无线电高度表获取。由于受到地面效应、姿态、风速风向等诸多因素的干扰,从而无法保证高精度和可靠性。激光测距逐渐成为一种先进的测量手段应用于直升机低高度测量中。但是在具体实施过程中由于直升机机动飞行姿态变化导致激光高度测量的误差增大与失效。通过机载姿态跟随技术研究不仅克服了直升机机动状态下姿态变化引起的低高度测量误差与失效,而且可由机载综合采集系统将低高度数据融合,实时发送给地面站遥测接收与存储,可以极大扩充数据样本,从而获取比较准确的试验结论。     

无线电高度表综合检查仪的设计

设计了一种航空无线电高度表综合检查仪,可以定点输出虚拟的无线电高度信号,以标校对应飞参数据采集通道的采集误差,同时还可以实现射频信号通道衰减量控制,可对机载无线电高度表测高精度、搜索灵敏度和跟踪灵敏度进行在线检测。该检查仪对于提高地勤维护的快速性和准确性具有重要意义。     

基于FPGA的数字高度计开发

针对声纳高度计、全球定位系统（GPS）和气压高度计的高度定位应用,开发了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的数字高度计,具有成本低、速度快、功耗小的特点.FPGA完成声纳高度计、GPS和气压高度计的数据采集,高度信息处理,气压高度计温度补偿及串口输出等工作.对高度计的误差来源进行分析,重点对气压高度计的温度漂移现象进行了补偿修正.为了验证设计效果,对数字高度计进行了测试,测试结果表明：高度计在进行误差补偿后,在低空范围内误差为0.1m左右,高空范围内误差为2～3m,可用于普通导航领域.     

一种小型无人机高度测量方法的研究与实现

为了满足某小型无人机飞行控制中对高度信号的采集与处理,提出了用无线电高度来确定基准高度,用气压高度来确定相对高度,用起飞点的实测温度进行补偿的设计思想,综合这3种手段来有效消除外界环境对气压高度测量精度的影响。传感器数据融合方面,利用飞行器运动学推算出的高度状态方程以及传感器观测模型,采用Kalm an滤波技术来估计和修正传感器的测量高度。测试结果表明,此方法得到了较准确的高度测量信息,可以满足无人机飞行控制的需求。     

基于MS5607B的移动气压高度计的设计

采用数字压力传感器MS5607B,利用海拔高度和气压温度的关系,设计一种移动气压高度计.系统由可充电锂电池供电,MS5607B完成环境气压温度的数据采集,使用超低功耗微处理器STM32L 152读取采集数据、软件进行数据滤波、气压温度补偿和海拔高度计算,在液晶显示屏上实时显示数据.另外,移植文件系统FatFS,实现对数...     

四旋翼无人机的高度控制

为实现对四旋翼无人机飞行高度的控制,采用气压高度计对高度信息进行反馈,同时使用竖直加速度数据进行补偿.为了减少由建模误差对控制效果产生的影响,并使系统具有较强的鲁棒性,设计了模型参考滑模控制器(MRSMC,model reference sliding mode controller),同时对于无法直接测量的状态量使用卡尔曼滤波器来进行推测.实验结果表明所设计的控制器具有良好的稳定性和鲁棒性.     

一种巡航导弹组合高度方案设计

针对惯性高度通道、气压高度表和雷达高度表在巡航导弹高度测量中的优缺点,根据组合高度的思想,采用卡尔曼滤波的信息融合技术,将三者有机地结合起来,取长补短,实现高度测量。仿真结果表明,气压/惯性/雷达的组合方案可以有效提高高度系统测量精度,增强巡航导弹的稳定性能。