捷联惯导四元数的四阶龙格库塔姿态算法

针对捷联惯导姿态更新算法高精度、结构复杂度低的需求,为了满足常规武器工程化的需求,提出捷联惯导四元数的四阶龙格库塔姿态解算算法。根据载体初始姿态角确定姿态转换矩阵,由姿态转换矩阵确定四元数初值,用四阶龙格库塔法解四元数微分方程,更新四元数,从而根据四元数与姿态角之间对应关系解算弹体姿态角。120迫弹平台仿真结果验证了四阶龙格库塔姿态更新算法的正确性,姿态解算精度0.01°,开发实用化样机进行实际抛洒实验,结果表明,该算法切实可行,可工程化使用。     

基于四元数粒子滤波的飞行器姿态估计算法研究

针对飞行器非线性姿态确定问题,提出了一种四元数粒子滤波算法。将状态向量分为线性部分和非线性部分分别进行处理,降低了粒子滤波的运算量。针对四元数加权求和规范化问题,通过构造拉格朗日代价函数的方法将四元数加权和问题转化为代价函数取极值时的四元数向量求解问题;并通过求取四元数误差方差矩阵对角线元素平方根的方法保证扰动四元数的规范化;利用乘性误差四元数表示四元数估计点与采样点之间的距离,求取四元数的协方差矩阵解决了旋转矢量方差计算问题。仿真实验表明,与传统的扩展卡尔曼滤波（EKF）和无迹卡尔曼滤波（UKF）算法相比,该算法估计精度更高,稳定性更好。     

两种新算法在鱼雷捷联惯导中的综合应用与仿真

将两种新方法四元数的初始提取法和四元数的实时更新方法,综合运用于鱼雷捷联惯导的初始对准和实时计算并给出了仿真.新的四元数提取法可以克服捷联矩阵的奇点,而新的四元数实时更新方法有精度高和速度快的特点,仿真结果表明,将二者综合应用可以使鱼雷捷联惯导系统的计算更快捷,更精确.     

极化信号波达方向估计算法

对于电磁矢量传感器,基于长矢量模型的波达方向(DOA)估计,通常需要高维搜索来获得信号的DOA估计,其搜索过程格外复杂,不适合在实际场合应用。在此提出了一种基于四元数模型的极化信号DOA估计算法。建立了电磁矢量传感器的四元数输出模型,而后利用四元数模型将极化信息从阵列方向矩阵中剥离出去,将高维参数搜索问题简化为低维参数搜索问题,大大地减少计算量。计算机仿真验证了本算法的有效性。     

基于四元数的人运动雷达回波计算方法

人运动的雷达散射回波的获取是研究人微多普勒特征的关键问题。在计算运动人体各部件位置时,常用的欧拉角方法存在复杂矩阵运算等问题,因此针对一个常用的运动模型特点,提出利用四元数方法进行各部件位置计算。四元数法可以有效地减少矩阵运算。应用该方法仿真获得的人体运动散射回波与国外实测数据对比结果表明了其正确性。对合成回波的时频分析结果表明,人运动的微运动特征可以提供有价值的信息,并有望用于人体目标的识别。     

基于矩阵重构的DOA阵元位置误差校正方法

针对阵元位置误差引起阵列流型出现一定的偏差和扰动,从而导致多重信号分类(MU-SIC)算法估计波达方向(DOA)性能下降的问题,本文在Toeplitz预处理算法的基础上,提出了一种基于矩阵重构的阵元误差校正算法.所提算法首先对有阵列位置误差的协方差矩阵进行预处理,恢复理想情况下协方差矩阵的Toeplitz结构,然后利用核范数优化算法构造凸优化函数,对处理后的协方差矩阵进行降噪,同时保证信号和噪声子空间的正确划分,最后利用MUSIC算法进行DOA估计.计算机仿真和实验分析表明,所提算法有效改善了存在阵元位置误差时MUSIC算法的角度分辨能力,而且减少了由快拍数不足带来的影响,提高了估计精度.     

角速率输入下两种姿态描述模型的讨论

由于捷联惯导中四元数模型会产生系数矩阵条件数不为1和弱的刚性问题导致求解发生错误,这时采用双欧模型描述会有更好的效果.双欧法利用正、反欧拉方程间精华区倒挂关系进行分区交替运算,把精华区扩展到全域,不仅根除了奇异性,而且计算误差小,误差没有增长趋势.文中从科学计算的角度,较为充分地分析了两种姿态描述模型的特点与不足,并做了圆锥运动环境下相关的数字仿真进行了验证,发现双欧法优于四元数模型.     

四元数及其在导弹控制系统中的应用

简要介绍了四元数方法及其主要性质。探讨四元数在导弹控制系统中的应用。对四元数参数计算过程中产生的比例误差、偏斜误差和交换误差进行了分析,提出用四元数的优化减小姿态计算误差的方法。     

基于星敏感器的导弹姿态矩阵线性化解算方法

在INS/CNS组合导航方式下,利用星矢量的像平面坐标和天球直角坐标信息建立导弹姿态转换矩阵模型是一个关键,且姿态矩阵解算为非线性方程组求解,涉及导数运算,计算量大、复杂.针对此,本文详细讨论了导弹姿态转换矩阵的计算模型建立,利用四元数姿态矩阵特性,提出了一种导弹姿态转换矩阵的线性化解算方法,为INS/CNS组合导航方式下,弹体姿态解算提供了新的数值解算思路.     

基于星敏感器的导弹姿态矩阵线性化解算方法

在INS／CNS组合导航方式下，利用星矢量的像平面坐标和天球直角坐标信息建立导弹姿态转换矩阵模型是一个关键，且姿态矩阵解算为非线性方程组求解，涉及导数运算，计算量大、复杂。针对此，本文详细讨论了导弹姿态转换矩阵的计算模型建立，利用四元数姿态矩阵特性，提出了一种导弹姿态转换矩阵的线性化解算方法，为INS／CNS组合导航方式下，弹体姿态解算提供了新的数值解算思路。     

采用广义散射矩阵理论分析多层周期结构的电磁散射

广义散射矩阵理论（GSM）基于谱域矩量法,首先将结构剖分成多个独立的个体层,应用谱域法分别计算个体层的散射矩阵,应用网络级联理论得到总的散射参量,用于分析结构的反射和传输特性.文中给出了若干结构的仿真算例,并与其他方法所得结果进行对比,以验证该方法的有效性.     

基于系统矩阵法的轴系扭振图形化建模技术研究

系统矩阵法是一种用于扭振分析的解析法。文中通过对不同振动数学模型的分析,提出了一种基于系统矩阵法求解轴系扭振的图形化建模方法。该建模方法只需用户提供原始的扭振力学模型,且不受轴系分支结构和模型规模的限制。在具体实现时,该方法将扭振模块规划为两类模块单元,用这些模块单元可搭建成各种扭振力学模型,通过扭振模型中模块的遍历和当量系统的转换生成模型拓扑结构关系,并最终组集成求解所需的系统矩阵。应用实例表明,本文所提出的图形化建模方法通用且易于编程实现,它可以推广到数学模型为振动微分方程的其它模型系统。     

信息融合技术及其在组合导航系统中的应用

对目前应用较为普遍的基于联合卡尔曼滤波的信息融合算法进行了改进 .用计算加权系数的方法代替了原来的计算加权矩阵 ,从而避免了求解滤波误差方差阵的逆矩阵 .首先介绍了联合卡尔曼滤波的基本原理、结构形式和算法 ,然后对其改进的算法进行了分析 ,最后以INS/GPS组合导航系统为例 ,对该算法进行了验证 .仿真计算结果表明 ,该算法对于抑制滤波发散、提高整个系统的精度和运算速度是行之有效的 .     

基于矩阵对数累积量的极化合成孔径雷达数据去噪方法

噪声抑制是极化合成孔径雷达（PolSAR)数据处理中的重要步骤,首次将矩阵的对数累积量应用于PolSAR去噪当中,由数据点的子视数据集计算滤波系数并结合非局部方法的思想实现了PolSAR的斑点噪声抑制。所用方法基于非局部策略选取同质区域,然后利用相干矩阵对数累积量计算得到的滤波系数进行加权滤波。该方法的优点在于同质区域选取和滤波系数的计算均是针对相干矩阵进行的,相对于仅使用主对角线上的元素或SPAN图像,其对极化数据的处理更具合理性。与其他PolSAR去噪算法的对比实验结果表明,该方法在有效平滑同质区域的同时,能够更好地保留地物结构、细节以及纹理信息,并能更好地保持数据的极化相关性。     

基于区间数特征向量法(IEM)的主要防御方向选择问题

一种基于区间数特征向量法（IEM）的选择主要防御方向的方法。利用区间模糊数对评价指标进行评定,利用AHP法确定各指标的权重,其通过建立递阶层次结构模型、构造区间数判断矩阵、利用IEM求出各区间数判断矩阵相应的权重向量、计算方案层对目标层的区间数权重向量并排序进行待选地域价值排序。最后通过实例验证了该方法的可行性。     

基于光纤反射内存网的集成仿真系统动态数据关联方法

仿真与试验系统集成面临的最主要问题是不同试验与仿真系统之间在时间、数据和结构三方面的异构性。针对系统集成过程中的数据关联问题,提出基于数据关系矩阵的动态数据关联方法,并设计了该方法的应用流程,在综合集成平台的应用中得到良好的应用效果。     

基于层次分析综合评价的电子信息系统能力评估

基于层次分析法综合评价的电子信息系统能力评估,以模糊理论为基础,与专家评分法、模糊综合评判相结合.其首先应用层次分析法进行分析,形成递阶结构.采用相关标度法进行每个元素的相对比较,构造判断矩阵计算,并求解判断矩阵的特征值.通过计算最大特征根,找出所对应特征向量,进行一致性检验.待求出评判指标后,按最大隶属度原则,取相关向量中最大的评判指标所对应的评语集元素作为评判结果,即模糊综合评估结论.     

基于卫星导航接收机的空时抗干扰算法的改进

在分析多级维纳滤波器实现算法的基础上,通过对相关相减算法中的阻塞矩阵进行改进,并利用其前向递推多级分解特性构造出空时二维干扰子空间,然后结合子空间投影方法,进一步求出空时抗干扰最优权值。与传统的相关相减结构多级维纳滤波方法（CSS-MWFD）相比,该方法在有限数据精度下,抗干扰性能要优于CSS-MWFD方法,具有更好的可行性和实用性。仿真结果验证了该方法的有效性。     

互耦效应下一种基于实值稀疏表示的波达方向估计算法

针对未知互耦条件下的波达方向（DOA）估计问题,提出了一种未知互耦条件下基于实值稀疏表示的加权子空间DOA估计算法。新算法利用一个特定的酉变换矩阵,将一个复杂的复值优化问题转化为一个实值优化问题,从而有效地将原问题的计算复杂度减少4倍以上。此外,为了进一步提高稀疏表示的估计算法估计精度,在原有l1 范数优化模型基础上引入一个能使得DOA估计方差取得最小值的最优子空间加权矩阵。仿真实验表明,在低信噪比情况下,新算法能进一步提高稀疏表示的估计算法抗噪能力,获得更好的估计精度。     

机载成像仿真系统的误差建模

实际一些精密设备的误差项较多，很难方便地加以描述并建立误差模型以实现科学合理的精度设计和误差补偿。虽然目前已有了一些误差建模方法，但都各有其适用范围，很难去理解和掌握。本文在多体系统理论的基础上，提出了杆、副坐标变换矩阵、杆、副误差变换矩阵的概念，并阐述了误差建模的方法。由于目前绝大多数设备的机械结构原理上都采用杆和副的组成形式，使得此误差建模方法更为形象，更易理解，在原理上更具普遍意义。同时以机载成像仿真系统为例，系统地描述了各误差，建立了该仿真系统的误差模型。