基于查找表的车载经纬仪测角误差修正技术

车载平台的变形对光电经纬仪测角精度将产生一定的影响,使车载经纬仪难以达到高精度测量的目的;为了提高车载经纬仪静态测角精度,提出了基于查找表的静态测角误差事后补偿技术;首先,推导出车载经纬仪的静态测角误差修正模型。然后,利用安放在经纬仪垂直轴上的倾角传感器采集车载平台变形特征值;最后,构建映射函数,建立输入值和输出值之间的查找关系,即高精度的查找表;实验数据分析结果表明:该方法能有效补偿因为车载平台变形而带来的静态测角误差,使方位测角精度提高46″,高低测角精度提高20″;为实现车载经纬仪高精度测量提供了理论依据和技术支持。     

光电经纬仪站址与测角测距误差校准

光电经纬仪校准是实现目标精确测量的关键,在设备经过一段时间的使用或移站后均需进行校准.针对近期一次光电经纬仪校准工作中,以设备旋转中心测量值作为站址坐标真值进行其他参数校准时产生了无规律且较大测角偏差的问题,提出一种基于地面控制的光电经纬仪站址与测角测距误差校准方法.相比其他类似校准方法,该方法将站址坐标、测角误差和测距误差均作为未知量进行校准模型构建,通过平差计算,得到一组最优的校准数据作为光电经纬仪测量的基准.经试验验证,该方法有效提高了光电经纬仪测量精度和可靠性,同时校准结果可直接用于光电经纬仪数据处理软件,保证光电经纬仪测量处理的规范化.     

基于MLE的靶场光电经纬仪高精度定位方法研究

为解决靶场光电经纬仪现用交会定位解算模型作用范围小、与目标实际位置偏差大等问题,提高目标航迹解算精度和模型的适应范围,根据目标跟踪距离和测角误差分量关系,建立了经纬仪空间测量误差模型,优化了异面交会定位加权系数。基于最大似然估计（Maximum Likelihood Estimate,MLE）理论,提出了一种新的更高精度的定位方法,并推导了精度估算公式。详细分析了交会角度、跟踪距离和测角精度对定位误差的影响。试验证明,该方法较现用定位方法适用测量区域增加一倍以上,定位精度提高20%,更适合多测站、不等精度、远距离跟踪等工程场景,具有推广价值。     

基于圆感应同步器的经纬仪方位测角系统

介绍了一种基于圆感应同步器的经纬仪方位测角系统的电路与软件设计,并简要阐述了该测角系统的主要特点。关健词:圆感应同步器;经纬仪;方位角     

捷联惯导系统方位失准角对准技术研究

研究低成本捷联惯导系统中静基座方位失准角对准问题。传统采用的MIMU精度较低,误差模型的非线性化。为改善方位失准角的对准精度,提出了一种UPF方法的方位失准角对准方法。建立了关于磁强计辅助MIMU的粗对准模型,并将磁强计辅助完成粗对准的方位角偏差引入精对准的线性和非线性误差模型之中,给出了一种简化的UPF递推算法,对比了不同误差模型下的三种滤波方法的效果。仿真结果表明,无论是线性还是非线性误差模型下,UPF都获得了比KF和UKF更优的对准精度和收敛性,具有重要理论意义和应用参考价值。     

拦截器末制导段误差模型的建立与仿真

针对大气层外高速飞行的动能拦截器,描述了末制导段拦截器的六自由度运动学方程.考虑到拦截器实时飞行过程中存在一定的误差,包括惯导误差、导引头测角偏差、动力系统误差和质心漂移,建立了拦截器在末制导段的误差模型.采用修正比例导引法设计末制导轨控规律及时补偿拦截器的法向需用过载,并使拦截器的姿态始终跟踪弹目视线.仿真结果验证了该误差模型的合理性,并在保证拦截器姿态稳定的情况下能有效实现拦截器末制导段的制导控制,且满足一定的脱靶量要求.     

电子罗盘安装误差标定与补偿方法研究

针对地磁导航系统在实际应用中由于电子罗盘安装误差而影响导航系统测量精度的问题,提出了一种有效的标定补偿安装误差角的方法.在分析电子罗盘安装误差角产生机理的基础上,建立了安装误差模型,推导了安装误差角的补偿公式,提出了安装误差角标定方案.通过计算机仿真验证了安装误差角求解算法的正确性.在不同倾角平面上进行了安装误差角标定试验,提出实际操作中对标定平面的要求并验证了补偿结果.     

阵面安装误差对相控阵雷达测角精度的影响

分析阵面安装误差对相控阵雷达测角精度的影响,对研究和设计高精度相控阵雷达非常重要。建立了相控阵雷达阵面安装误差测角精度误差模型,分别仿真分析了阵面倾角安装误差、阵面方位法向误差和阵面不水平度对相控阵雷达测角误差的影响。与理论公式相比,推导出的简约式用于计算阵面安装误差引起的测角误差分析时精度达0.001°量级,可以为相控阵雷达测角系统精度误差指标分配及测角精度超差问题分析定位提供快速、精确的理论依据和工程指导。     

基于目标爆炸运动特性的测角精度评价方法

针对光电经纬仪野外测角精度评价不准确的问题,提出了考虑目标爆炸特性的高精度评价方法.分析了药柱爆炸时在多个方向观测获得火光图像各异的特征,研究了药柱爆炸时的运动漂移特性,通过消除药柱爆炸运动变化对评价光电经纬仪测角精度的影响,建立了一种适用于野外采用药柱爆炸评价多台光电经纬仪测角精度的模型.该模型应用在实际任务中的结果表明:改进评价方法与常规评价方法的结果趋势一致,但改进评价方法精度明显高于常规评价方法,可以应用在工程实践中.     

数显方位测角仪误差消除与系统实现

为了准确直观的获得方位角．克服光学经纬仪凑数不便的弱点,设计并实现了基于圆感应同步器的经纬仪方位测角系统;用电子凌数取代了光学读数;根据圆感应同步器及轴角变换芯片AD2S80A的工作原理,文章主要分析了系统的误差来源,指出设计时采取的相应硬软件措施;整个系统结构紧凑,抗干扰能力强,运行可靠;能在整个圆周范围进行测量,测角总不确定度为8″．结果采用数码显示,读数直观方便,能很好满足实际需要。     

一种数字磁罗盘全罗差自主优化补偿方法

为了进一步提高数字磁罗盘全姿态罗差补偿精度,提出了一种基于地磁场分量的罗差自主优化补偿方法.从罗差补偿模型出发,分析椭球拟合补偿方法的局限性,在对参数缺失和剩余误差分析的基础上,建立了包含缺失参数的优化补偿模型;针对非线性优化模型引入粒子群算法PSO(Particle Swarm Optimization)对模型参数进行估计,数值仿真结果证明了算法可有效估计缺失参数.实验结果表明,优化补偿过程无需借助外部辅助姿态信息,俯仰角-20°姿态下,优化补偿方法在椭球假设补偿基础上将其最大误差由4.8°降至1.9°,误差标准差由1.5°降至1.1°.     

垂直姿态的非正交测量优化与校正

垂直小角度时,采用的非正交姿态测量方法旨在解决传感器输出信号极微弱和解算精度低等问题。描述了非正交坐标系的理论模型,对其进行了优化,确定了最佳偏置角度。利用补偿矩阵对因测斜仪安装问题引入的位置误差进行校正,通过井斜角和工具面角的解算结果验证校正效果。测试结果表明,在偏置角为45°时,姿态参数具有较高的解算精度;而数据校正能大幅度降低位置误差,进一步提高测量精度。     

基于PSO-BP神经网络光电编码器误差补偿研究

考虑到高精度绝对式光电编码器应用广泛,其角度测量精度对整个系统精度影响较大,但由于角度传感器生产安装过程中产生的误差等原因,使得传感器在实际应用中存在一定的误差.而使用传统误差补偿方法难以得到较好的补偿效果,本文使用一种基于PSO的BP神经网络作为角度传感器误差补偿系统的算法.通过实验验证,该种算法能够对角度传感器误差进行较好的补偿,与补偿前相比,其标准偏差提高了12.5倍,最大误差和平均误差降低到9.6％和8.5％,提高了传感器检测精度.与使用了基于传统BP神经网络和基于多项式拟合算法的误差补偿系统进行对比实验,结果表明,其补偿效果亦优于这两种算法.     

基于信息融合的移动机器人侧向定位的研究

超声波传感器的入射角对输出有很大的影响,通过实验分析了入射角对输出的影响。采用引入误差补偿因子的方法,标定了传感器的测量模型,使得测量精度大大提高。在此基础上,基于多源信息融合设计了3种移动机器人侧向定位模型。经实验比较证实,引入误差补偿因子的融合模型定位精度高,可以使得距离误差控制在±2.4mm,姿态角误差控制在±0.32°以内。最后,将该融合模型应用于移动机器人的实际控制中,距离误差为±3.7mm、姿态角误差为±0.58°,满足移动机器人定位精度的要求。     

基于椭球假设的三轴加速度计误差标定与补偿

为提高三轴加速度计测量精度,根据其误差来源和产生机理,建立了误差模型;通过对误差模型分析,指出三轴加速度计输出轨迹符合椭球假设,提出一种椭球拟合法确定误差模型,实现对加速度计误差补偿。三轴加速度计捷联安装到三自由度转台进行误差标定和补偿,实验结果表明:加速度计最大、最小绝对误差可以减小100倍左右,精度达到10-3m/s2。该方法对采集数据的姿态没有太高要求,补偿效果显著,简单易行。     

多传感器经纬仪不平行度误差修正方法研究

针对靶场光电经纬仪多传感器不平行度误差传统修正方法参数测量困难、局限性大、修正效果差等问题,利用脱靶量角度合成原理,提出了一种基于坐标变换的不平行度误差修正方法。经实验证明:该修正方法可将经纬仪非主测量系统的测角精度提高到5″以内,且算法简单、通用性强,满足靶场多传感器装备高精度测量和数据处理的要求,推广应用价值大。     

空间测量定位系统测角不确定度分析及检定

空间测量定位系统是一种基于旋转激光平面进行角度交汇定位的新型网络式测量系统。为了对该系统进行严格的量值溯源,建立了测角模型,对系统单站测角不确定度进行了分析与验证。首先根据系统测量原理,推导出单站水平角和垂直角计算公式。然后在系统误差传递特性基础上,分析了测角模型中误差项的来源及影响,并对单站测角不确定度进行了估计。最后采用DFT-720A型号手动分度台作为角度基准,利用多面棱体和平行光管调整同轴度,对系统单站的水平测角不确定度进行了检定,分析了实验调整误差对检定结果的影响,实验结果表明该系统水平测角不确定度为2.4″(置信概率为99.73%),是实现高精密坐标测量的基础。