基于滤波方法提高精寻北阶段的寻北精度

为了解决摆式陀螺寻北仪在复杂环境下寻北精度不高的问题,在分析寻北过程各个阶段信号特点的基础上,将滤波方法引入精寻北阶段的陀螺信号处理中。该文使用最小均方算法(LMS)自适应滤波、滑动均值滤波、低通滤波及中值滤波对精寻北阶段陀螺信号进行处理,然后对滤波效果进行了分析比对,并进行了精度分析。结果表明,滤波处理后的精寻北阶段数据信号较之前更平滑,波动减小,有利于提高寻北结果的准确度,且经计算,滑动均值滤波的处理结果精度更高。使用滤波方法对陀螺信号进行处理,减小了信号的精度损失,提高了寻北结果的精度和可靠度,具有良好的工程实践性。     

基于单轴光纤陀螺的单兵高精度寻北测角方法研究

光纤陀螺基于Sagnac效应测量角速度,其受外界环境的干扰很小且具有很好的自主性,因此,基于光纤陀螺的寻北测角系统在军事领域得到了一系列应用。为了满足单兵寻北测角的小型化、快速性的使用要求,研究了基于单轴光纤陀螺的单兵高精度寻北测角装置在倾斜摆放下的自动、快速寻北测角方法。在装置测量过程中可能存在干扰,进而影响寻北测角精度,通过研究装置在寻北测角过程中传感器的输出特征,并对干扰进行识别和处理,得到了高精度的寻北测角信息。最后通过试验对比和分析,验证了倾斜条件下干扰的识别与处理方法的有效性,满足单兵侦察时高精度寻北测角的需求。     

光纤陀螺寻北仪多位置寻北误差分析

在建立光纤陀螺（FOG）寻北仪误差模型和FOG误差模型的基础上，从理论上分析了FOG和加速度计的零偏、FOG零漂、地速和地磁场随方位的变化等对FOG、FOG寻北仪的影响以及FOG寻北仪产生多位置寻北误差的原因，并提出了减小多位置寻北误差的方法。最后，在FOG寻北仪中进行了实验，实验证明了理论分析的正确性和所采用的方法的有效性。     

基于极化电磁波的飞行器姿态角估计新方法

提出使用单矢量传感器进行飞行器姿态角估计的新方法,安装在飞行器平台的单电磁 矢量传感器接收来自基站的极化电磁波信号,用MUSIC算法进行信号DOA和极化参数估计,得 到机体坐标系到地理坐标系的转换矩阵即飞行器姿态矩阵,最终估计飞行器姿态角。Matlab 仿真验证了该方法的有效性,姿态角估计误差在15°内,满足飞行器控制的要求。     

陀螺寻北仪大偏北角粗寻北方法

为实现陀螺寻北仪在大偏北角情况下粗寻北,在大偏北角情况下,该文分别对不跟踪和跟踪状态下的陀螺运动特性进行分析后,针对陀螺运动特性,提出不跟踪及跟踪状态下的两种大偏北角的粗寻北方法,并分析了两种粗寻北方法;最后,对跟踪状态下的大偏北角粗寻北方法进行试验验证,分析了方法的有效性及寻北精度不足的原因,并根据分析结果提出设计高精度伺服系统的必要性。     

一种用于InSAR/INS组合导航的姿态角反演方法

平台的姿态信息对导航十分重要,但合成孔径雷达辅助惯导系统无法获得平台的姿态信息,单天线GPS（Global Positioning System）无法完成姿态测量的需求.针对以上问题提出基于条纹匹配的干涉合成孔径雷达辅助惯导的组合导航方法,该导航方法中干涉合成孔径雷达系统对平台的姿态角比较敏感,可以高精度地反演平台的姿态信息.本文通过分析平台的姿态误差对定位误差的影响,建立姿态角反演模型,根据条纹匹配得到的定位偏移结果,利用Levenberg-Marquardt（LM）算法求解非线性方程组完成平台姿态角的反演.最后通过仿真和干涉合成孔径雷达实际数据验证了姿态角反演模型的有效性.     

高精度激光寻北仪误差补偿技术研究

基于激光陀螺的寻北仪,具有寻北精度高及稳定性好等优点,在军事和民用领域都得到了一定的应用。为了实现激光寻北仪的高精度指标,传感器参数标定的准确性至关重要,但由于转台精度的限制,影响传感器参数的标定,造成激光寻北仪寻北精度的下降。该文对基于转台的标定进行了研究,采用系统级标定方法,通过建立标定参数误差补偿模型,利用卡尔曼滤波收敛参数,得到更准确的标定参数。最后,对激光寻北仪进行了系统级的标定,通过静态寻北实验表明了标定误差补偿法的有效性,保证了高精度激光寻北仪的寻北精度。     

一种车载导航装置寻北标定的新方法

车载导航装置寻北标定的目的是为了保证方位角精度要求。文章介绍两种导航装置寻北标定的方法,传统的寻北标定方法利用方位标的方位角以及车体纵轴与方位标的夹角,解算出车体纵轴与地理北向(真北)的方位角K,比较与寻北角之间的偏差值进行补偿;新的标定方法是将车体纵轴利用光学方法一级一级传递到真北基准(高精度陀螺经纬仪),从而解算出方位角K,比较与寻北角之间的偏差值进行补偿。     

姿态角测试研究

研究飞行体姿态角测试技术,提出了一种姿态角测试方法,给出了可行的实现方案和实测曲线,用卡尔丹角结合测试曲线对被测体姿态进行了分析.通过实际测试,证明了该测试方法原理可行.     

寻北仪软件的模块化设计

在寻北仪产品调试过程中，在具备硬件环境的前提下，软件成为系统的灵魂，它实现了系统控制、数据采集、信息处理。文章对寻北仪软件的模块化设计及实现进行了详细的讨论，给出了软件数据流图转换为软件模块图的方法。实践证明，采用软件的模块化设计，加快了不同型号的寻北仪产品软件设计周期，为产品的可调试性、可维护性和可升级性提供了保证。     

基于星像位置误差估计星敏感器姿态角偏差的方法

利用传统的反正切法估算星敏感器测量姿态角偏差时,存在因计算量大干扰算法实时性等问题。针对上述问题,文中提出了根据星像位置误差直接估算星敏感器姿态角偏差的方法。通过分析星敏感器姿态测量原理,推导出星敏感器姿态角变化量对星像位置影响的数学关系式,进而在小视场条件下,得到星像位置误差与星敏感器姿态角测量偏差的公式。该公式计算过程简单,避免了大量的反正切计算。仿真结果表明,在相同的仿真实验条件下,该方法的计算时间比传统方法缩短了近四分之一,且该方法的计算精度也优于传统的反正切法。理论推导和仿真实验说明该方法具有计算量小、实时性好且精度较高的优点,具有一定的工程应用价值。     

移动卫星通信自适应UKF组合导航姿态估计算法

为解决组合导航姿态估计航向角可观性弱,姿态估计精度低、易发散的问题,提出了一种单基线GPS辅助观测的组合导航姿态估计算法,通过四元数与修正的Rodrigues参数相互切换避免了四元数加权均值计算和协方差奇异问题,确保了四元数的规范化;通过有效利用单基线GPS航向角辅助观测,改善航向角的可观性,提高了三维姿态角的估计性能;通过使用开关自适应UKF算法,提高了算法的适用性和姿态估计的精度。实验结果证明,UKF姿态估计的精度优于EKF,最终三维姿态角的最小均方误差均在0.36°以内,估计误差均在0.5°以内,满足了宽带移动卫星通信的波束指向要求。     

基于微型灵巧弹的姿态控制技术研究

微型灵巧弹是主动制导、自主攻击的新型智能武器弹药。基于其姿态控制系统的快响应、微体积和总体集成的特点,文中就弹头偏角控制方式阐述了微型灵巧弹的总体结构模型和工作原理,设计了弹头偏角控制机构及其姿态控制系统,并设计了姿态处理电路和压电驱动器的简单开环驱动控制电路,最后对设计的系统进行了测试,弹头偏转可达0.031°。     

GPS卫星导航系统多频姿态测量技术研究

GPS全球卫星导航系统现代化工作,为多频姿态测量接收机的研制提供了基础条件。针对低轨卫星、导弹、飞机和舰艇等平台对姿态测量的使用需求,给出了由天线单元、测量单元和姿态解算单元构成的多频姿态测量接收机总体方案。研究了基于GPS多频组合噪声残差法实时探测与修复周跳、基于几何约束的单历元模糊度解算等关键技术,并给出了详细的计算方程和流程。对GPS单频定姿接收机和多频定姿接收机进行静态试验,证明后者在测姿精度和解算成功率方面都优于前者。     

基于ISAR像的空间目标姿态变化判别方法

空间目标姿态变化判别对于空间攻防作战时密切掌握敌方目标意图具有重要意义。文中研究了基于逆合成孔径雷达(ISAR)像的空间目标姿态变化判别方法,即判断空间目标处于姿态稳定状态还是姿态变化状态。首先,推导了基于ISAR像进行目标姿态变化判别的基本原理;然后,基于图像处理和图像匹配技术提出了ISAR像旋转角度提取方法和目标姿态变化判别方法;最后,利用雷达实测数据验证了文中方法的有效性。     

基于姿态确定的初始对准算法研究

由于受风浪等外部信息的干扰,传统粗对准法已很难达到理想的精度来保证精对准中对误差模型小角度条件的成立。基于姿态确定的惯性系初始对准方法在抑制外界干扰、对准的快速性等方面都具有较大优势。但该算法存在横滚角估计误差累计的问题,影响了最终的对准精度。因此,该文提出在求取初始时刻横滚角时,只利用短时间内的运动信息,从而可抑制横滚角估计误差的累积,最后通过仿真和车载实验验证了该方法的可行性。     

基于双天线GPS接收机航向姿态测量方法

论述目前航向姿态测量方法,分析了基于2套双天线GPS测姿系统实现载体姿态参数测量的可行性,详细论述了采用2套双天线GPS测姿系统实现载体姿态参数的测量方法及实验验证情况。采用此种GPS航向姿态测量技术,解决了某测量装备对姿态参数测量的问题,并通过综合处理满足了系统对测量精度的要求,节省了研制经费,该研究成果可推广应用于其他装备研制。     

基于扩展卡尔曼滤波的动中通低成本姿态估计

针对动中通系统低成本姿态估计问题,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波的姿态估计算法。该算法以四元数作为状态变量,通过融合陀螺、加速度计以及单基线GPS位置和速度信息估计载体的姿态信息。针对载体机动加速度的影响,通过单基线GPS提供的速度信息对载体的机动加速度进行初步补偿;当载体发生转弯时,利用侧滑角补偿法进一步校正。实验结果表明,该算法成功融合了陀螺的短时精确性、加速度计的长时稳定性和GPS精确的测速和定位功能,系统的动态估计精度在±0．5°内,满足了动中通的应用要求。     

基于六自由度的飞行仿真漫游控制新方法

漫游控制是飞行仿真实验中的一个重要环节,传统的方法是依据OpenGL中的库函数进行平移旋转变换解决这一问题,但可操作性差,精确度较低。本文所述新方法借助于一个基于六自由度控制的虚拟相机,采用OpenGL在PC机上实现了飞行仿真的漫游与控制,实验证明此方法易于操作、精确度较高,尤其适用于大型DEM数据绘制的地形场景漫游。