仿真地磁的磁场模拟装置

基于亥姆霍兹线圈产生均匀磁场的特性, 绕制了三轴亥姆霍兹线圈, 通过改变3组线圈通电电流大小, 分别产生3个正交方向的磁场, 模拟地磁场强度, 为地磁导航系统的半实物仿真实验提供地磁场环境。同时,就地磁导航半实物仿真的需求, 对地磁场模拟生成装置进行了可重复性和线性度验证实验、响应速度测量实验、均匀性验证实验和稳定性验证实验, 并建立了装置的输入输出模型, 验证了装置的各项指标符合实验室需求。     

地磁导航技术应用分析

首先介绍了地磁场理论、地磁模型以及国内外研究现状,在归纳了地磁导航的应用领域后,对地磁导航的进一步发展和应用的关键技术进行了分析,文章最后对惯性／地磁组合导航系统进行了描述和分析。     

一种改进的地磁匹配算法研究

针对复杂电子环境中的飞行器,如何克服主惯导系统的误差发散现象,抑制其固有漂移,是实现高精度自主导航的关键。地磁导航以自主、全天候、无时间累积误差等特点成为新型自主导航手段,它的精度主要取决于地磁匹配算法的精度。在此提出一种改进的地磁匹配算法,首先采用快速方差法（MSD）进行预匹配;接着采用抗旋转的插值平移法,进行精匹配。结合粗匹配和精匹配,组成一种高效的地磁匹配算法。通过仿真研究表明,该算法具有精度高,抗小角度旋转,匹配速度快等优点。     

地磁匹配导航的精度分析

针对一种新的导航系统一地磁匹配导航的精度进行了研究。在介绍了地磁匹配导航的基本原理的基础上,给出了地磁匹配系统的形式化模型。分析了影响地磁匹配导航精度的决定因素,最后从硬件和软件2个方面给出了提高其定位精度的途径。     

基于遗传算法的地磁平缓区域导航算法

在地磁场信息变化平缓区域,采用单一特征量的相关算法进行匹配定位时误判率较高,为了解决这个问题,本文利用地磁场的矢量性提出一种基于遗传算法的地磁匹配搜索方法。 采用粗精匹配的方式对飞行器所在位置进行估计,再利用遗传算法逐步搜索最优匹配位置,从而解决在地磁场变化较为平缓区域定位导航容易误匹配的问题。最后根据所提算法进行了蒙特卡洛仿真实验,仿真结果证明该方法在地磁场平缓区域定位的有效性,同时具有较好的定位精度。     

利用地磁/星光观测角度的飞行器自主导航方法

针对地磁场模型精度较低从而导致导航精度不高及基于轨道动力学方程的天文导航方法的局限性问题,提出了一种利用天文,地磁信息进行飞行器自主导航的方法,建立了适用于一般飞行器的动力学方程,并推导了系统的观测方程.该方法以星光与地磁矢量夹角为观测量,采用Unscenteal Kalman Filter(UKF)方法估计飞行器的位...     

基于蚁群优化的地磁场匹配改进算法

针对现有地磁场匹配算法对载体沿直线前进假设的不足,提出可适用于非直线形路径的地磁场匹配改进方法。将匹配定位视作多级优化问题,采用多级蚁群优化算法。在运算的每一级利用距离度量,路径序列比对采用相似性度量的方式,实现蚁群算法的两重适应度函数计算,并通过实验仿真讨论了权值参数与测量序列长度对路径匹配结果的影响。仿真结果表明,该方法可以仅利用磁测数据,以适当的计算量,有效实现任意形状路径的匹配。     

基于水下组合导航系统设计与鉴定

本文依据水下组合导航技术的发展及现状,提出了利用重力、地形、地磁等匹配导航的辅助导航,对惯性导航系统进行校准,设计了以惯性导航系统为主,以重力、地形和地磁匹配导航为辅的水下组合导航模式,提出了对水下组合导航系统如何鉴定的一些想法。     

基于地磁轨迹信号的新型室内定位

无处不在的地磁场由于室内环境中建筑结构的差异而具有独特的特征.此外,地磁信号的分辨难度会导致定位结果的不准确.本文提出了一种使用深度神经网络来提高定位精度的地磁室内定位系统.为了解决地磁场的低分辨率问题,本文将连续的地磁信号矢量化为轨迹序列,并以此为基础设计了一种新的地图构建方法来搭建用于室内定位的地磁数据库.然后,通...     

基于仿射变换的地磁匹配定位算法

针对惯导系统定位误差随时间累积的问题,提出了一种基于仿射变换的地磁匹配定位算法.通过平方差算法建立匹配轨迹与实测的地磁场特征值的相关性约束,对约束函数进行泰勒展开和离散化,并引入仿射变换模型.将约束函数转化为曲线的位移、角度和伸缩误差的多变量指标函数.根据相关性原则,将地磁匹配问题转化为解非线性方程组.采用Mathem...     

基于ICCP算法的地磁匹配定位方法

基于ICCP算法的地磁匹配定位可以用于限制惯导系统随时间增长的位置误差。给出ICCP算法的设计思想并进行推广,使算法能够在地磁测量数据存在误差的情况下,实现对惯导的误差校正。同时采用滑动窗口技术来快速寻找等值线上的最近点,在每一次收敛到局部最小的过程中都减少了寻找最近点的计算量,计算效率得以很大程度的提高。     

量子粒子群算法在地磁匹配航迹规划中的应用

针对基本粒子群算法在飞行器地磁匹配航迹规划中容易陷入局部收敛的问题,借鉴粒子群算法和量子进化算法,将量子粒子群算法应用在基于地磁匹配的航迹规划中。结合飞行器的性能约束和地磁匹配自身特点,设计了一种适用于地磁匹配航迹规划的评价函数作为适应度函数。仿真结果表明,量子粒子群算法具有较快的收敛速度且改善了最优解,验证了量子粒子群算法应用于地磁匹配航迹规划的有效可行性。     

基于WiFi-GM指纹的室内定位算法

针对室内环境中单一指纹定位方法存在定位误差较大、定位漂移的问题,提出了一种融合室内Wi-Fi指纹和地磁指纹的定位算法。首先在大范围区域中通过K-means聚类方法将较大的匹配区域划分成更小的且特征更加明显集中的子区域,然后在在线阶段通过WiFi指纹粗定位到小区域,再通过地磁指纹定位系统进行近一步精匹配定位。实验表明,该融合算法缩小了地磁匹配的初始搜索范围,大大减少了指纹定位中的误匹配问题。实验中,平均定位误差仅2.17 m,最大定位误差3.61 m,较单一指纹定位系统性能均有大幅度提升,证明该定位方法具有一定的可行性与先进性。     

惯性/地磁组合导航系统自适应卡尔曼滤波算法研究

针对惯性/地磁组合导航中遇到的滤波的发散问题,采用自适应卡尔曼滤波估计导航系统的误差.该算法通过实时估计和修正系统噪声以及观测噪声的统计特性达到降低模型误差、抑制滤波发散的目的.在Matlab环境下的仿真证实了该方案可以防止滤波器发散,缩小滤波误差,提高滤波精度.     

高速电路中的信号完整性及仿真

为在高速数字系统设计中,随着数字电路工作频率的提高,信号完整性问题变得无处不在,对电路稳定性影响巨大。针对高速PCB设计要求讨论了设计中涉及的延迟、反射、串扰等信号完整性问题,分析了各种破坏信号完整性的原因,并提供了改善信号完整性的对策。通过采用Cadence/SpecctraQuest仿真工具对一ARM9核心板电路板中的高速SDRAM时钟信号线的布局布线后的仿真,给处了由于没有阻抗不匹配造成设计失败的实例,重点分析了高速电路板中存在的阻抗匹配问题,并给出了利用Cadence/SpecctraQuest解决信号完整性问题办法。     

基于MFFAKF的微惯导磁匹配粗对准方法

针对微机电系统(MEMS)陀螺仪精度低,无法完成惯导系统方位对准的问题,该文提出一种采用加速度计与磁强计输出完成MEMS惯导系统粗对准法。同时针对遗忘卡尔曼滤波法的缺点,提出将一种多遗忘因子自适应卡尔曼滤波法(MFFAKF)引入系统的对准方案中。该方法通过基于指数渐消记忆的方式计算量测噪声方差阵,并采用多遗忘因子调节不同的滤波通道。实验结果表明,采用MFFAKF得到的粗对准航向角精度满足MEMS惯导系统粗对准要求。     

基于模型匹配技术的倒立摆系统

倒立摆系统在控制理论研究中具有重要的价值,在实际应用中,同样也具有重要的工程实践意义,其控制方法和思路在航空航天、军工、机器人领域以及一般工业控制过程中都有广泛的用途。本文以单级直线型倒立摆系统为例,在讨论其数学模型的基础上,利用模型匹配技术对系统传递函数的零极点进行合理配置,使控制系统保持稳定;并通过MATLAB的SIMULINK工具对配置后的系统进行仿真,取得了理想的仿真结果,证明了配置的合理性;最后用运算放大器实现了补偿器的硬件电路。     

增程式电动车恒功率控制方式的仿真分析

增程式电动车有多种发动机控制策略,本文针对一款新能源电动汽车改制的增程式电动车动力参数匹配问题,以AVL Cruise为仿真平台,采用增程器恒功率控制策略构建整车模型,计算了所设计的增程式电动车经济性能.研究结果表明,最大爬坡度、加速时间、最高车速满足车辆动力性要求.