基于SRUKF的组网雷达系统偏差估计方法

雷达组网数据处理首先要进行误差配准,来准确地估计和消除系统偏差。该算法模型建立在ECEF坐标系下,并采用均方根不敏卡尔曼滤波（SRUKF）对组网雷达系统偏差进行实时估计。该算法不仅无需计算雅可比矩阵,而且算法的方根形式增加了数值稳定性和状态协方差的半正定性。仿真结果表明,该算法可以有效地实现组网雷达的系统误差配准。     

基于小生境遗传算法的雷达组网误差配准

多传感器信息融合须进行误差配准。传统的误差配准技术采用RTQC、最小二乘法或极大似然估计法,将非线性方程进行线性化,而线性化过程会引入误差。给出了一种基于小生境遗传算法的误差配准算法,该方法在采用基于ECEF坐标系的误差配准技术的基础上,克服了将非线性方程线性化带来的误差,并在传统遗传算法的基础上引入小生境技术,提高了遗传算法全局寻优能力、收敛速度以及系统误差估计结果的精度。最后,将该方法与基于ECEF坐标系的最小二乘法及传统遗传算法进行了比较,仿真实验结果验证了算法的有效性。     

一种精确的预警机误差配准算法

误差配准是多传感器数据融合的先期处理过程。介绍了载机雷达所用坐标系,在考虑载机机动的前提下,给出了预警机系统到地面融合中心的基于地心地固坐标系(ECEF)高精度坐标转换算法。分析了由于载机机动导致的转换偏差,给出了误差补偿模型,然后用卡尔曼滤波实时估计出预警机对地面融合中心的系统偏差,从而实现对预警机的误差配准。计算机仿真结果证明了算法的正确性和有效性。     

一种多传感器配准与目标跟踪算法研究

传统的多传感器误差配准技术多基于球极投影,没有考虑地球地形的影响,当传感器之间距离较远时将失去实际意义,无法对目标进行有效的跟踪;而现有的跟踪方法大多没有考虑传感器系统误差对跟踪精度的影响。基于地心坐标系,提出了一种Unscented卡尔曼配准与目标跟踪算法,充分考虑地球形状的影响,在跟踪目标的同时实现传感器配准。首先给出传感器数据配准几何坐标转换算法,详细推导了误差配准算法;接着建立目标的动态方程,将目标运动模型和传感器配准误差模型组合在同一个状态方程中,然后利用UKF进行估计。最后的Monte-Carlo仿真结果表明,该方法能同时有效地估计目标运动状态和传感器配准误差,为远距离的传感器配准与目标跟踪提供了一种新的解决方法,具有较大的工程应用价值。     

一种基于ECEF坐标转换的多雷达误差配算法

提出一种有效的多雷达系统误差配准算法,该算法采用ECEF（Earth-Centered Earth-Fixed)坐标系作为过渡坐标系,将分散配置的各雷达站的量测数据实时转换到主站（设主站雷达无系统偏差）,利用各站同主站之间的量测差值,设计一扩展卡尔曼滤波器,实时估计出各站相对主站之间的系统偏差,从而对网各雷达进行配准,计算机仿真结果证明了该算法的正确性和有效性。     

基于有限记忆最小二乘的雷达误差配准算法

针对非合作目标多雷达组网中的系统误差配准问题,介绍了基于地心地固坐标系的三维空间配准模型,以及常用的雷达误差配准方法——最小二乘法。为了能够实时估计出系统偏差,并解决最小二乘等批处理算法在求解系统误差过程中数据量、计算量和存储量随时间递增的问题,提出了基于广义最小二乘法的有限记忆最小二乘法。通过一个实例,对新算法进行Matlab仿真,结果证明了算法的正确性和有效性。     

基于合作目标的动态舰载平台综合系统误差估计

动平台传感器配准中综合系统误差估计是误差估计领域中的一个难题。针对舰艇动平台环境下的综合系统误差估计问题,利用合作目标提供的高精度GPS导航信息,提出了两种误差估计方法。方法 1基于等效偏差模型,通过建立综合系统误差观测模型,将等效偏差中互相耦合的误差分量解耦,利用近似的等效偏差值估计综合系统误差各误差分量,克服了等效偏差模型的不足;方法 2通过分析经误差传递后综合系统误差分量对舰艇地理坐标系下目标定位精度的影响,对影响函数进行线性化处理,从而建立综合系统误差观测方程,完成综合系统误差估计。仿真验证在两种情形下进行,仿真结果表明两种方法估计性能互有优劣,但方法 2总体表现好于方法 1。利用两种方法估计出来的结果进行误差修正,修正后的航迹精度与修正前相比均有了大幅提高,能够满足舰艇平台实际作战需要。     

地心坐标系下考虑测量噪声的传感器配准算法

现有的传感器配准算法主要有两大类,一类是基于立体投影的二维空间配准技术,这类方法在投影时扭曲了数据,且无法估计俯仰角系统误差;一类是基于地心坐标的三维空间中的配准技术,这类方法由于在计算时很少考虑到测量噪声对传感器系统误差估计产生的影响,实际的估计效果较差。为此,通过在地心坐标系下对系统进行建模,提出了两种考虑测量噪声的三维空间传感器配准算法:一种基于合作目标,一种基于公共量测。最后通过蒙特卡洛仿真验证了算法的有效性。     

基于UKF地面雷达网的时空配准方法

为消除地面雷达的系统误差和时间误差,提出了基于Unscented卡尔曼滤波(UKF)的三维空间地面雷达网的时空配准方法。该方法将系统误差、时间误差与目标运动模型组合在一个动态模型中,并用UKF方法进行估计。Monte-Carlo仿真表明:该方法能同时有效地估计雷达的系统误差、时间误差,同时得到目标航迹。     

基于非合作目标的误差配准算法

误差配准是消除传感器系统误差必不可少的过程。针对非合作目标情况下如何估计传感器系统误差的问题,提出了一种基于线性卡尔曼和最小二乘的三维误差配准算法。该算法考虑了地球曲率的影响, 解决了传统的二维算法无法估计俯仰角系统误差的问题。通过构造系统模型, 将传感器系统误差和目标运动情况统一到同一量测方程中, 并结合线性卡尔曼和最小二乘得到系统误差的估计。仿真结果表明, 该方法能有效地估计包括俯仰角误差在内的多种系统误差。     

基于标志点的多视点云优化拼接方法

针对基于标志点序列扫描点云拼接过程中出现的累积误差问题,提出一种利用光束法平差方法计算最优全局点位的拼接优化算法。该方法以扫描特征点在全局坐标系下的位置为初始值,以反投映残差最小化为目的,构建优化代价函数,通过迭代的方法计算特征点的全局最优点位,最后以该最优点位为基准,对序列点云进行空间位置调整。实际测量结果表明,该方法可以明显减少拼接过程中所产生的累积误差,具有提高拼接精度的作用。     

WGS-84 坐标系下双机纯角度无源定位及性能分析

为实现切合实际的多运动平台对辐射源的无源定位,提出了基于WGS-84坐标系的双机纯角度交叉定位方法。推导了在各自平台坐标系下的视线(line-of-sight, LOS)到公共的WGS-84坐标系的旋转变换矩阵,然后应用空间两异面直线公垂线线段中点实现纯角度交叉定位;同时,利用一阶Taylor展开法,推导了误差经旋转变换和交叉定位等非线性变换后的协方差矩阵,并将其用于对多个单次定位估计的滤波,以提高算法定位精度。通过仿真,对影响定位精度的主要因素进行了深入分析,对比研究了单次定位和滤波定位性能,结果表明后者可明显改善精度,验证了该方法的有效性,得到的结论可指导实际运用。     

舰艇编队中多传感器系统误差实时配准技术研究

本文针对工程应用中的实际问题,将基于地球中心坐标系的序贯最小二乘实时配准方法应用在传感器实际位置随舰船位置动态变化的舰艇编队中,深入研究了实际应用中舰船本身定位、航向、姿态均存在误差时给配准结果带来的影响,进一步证实了此方法在平台运动情形下的有效性。     

激光旋转扫描测量系统中转轴标定及多视拼合

由于激光扫描一次只能测量给定视角可见的物体表面，若测量物体全方位的形状，必须通过旋转，从多个视角测量物体，并将多视数据拼合于同一坐标系。精确标定转台的中心轴线是旋转测量和多视拼合的关键。提出了一种标定转台中心轴线的新方法．该方法将一个标定球固定于转台上，通过旋转，测量不同位置的标定球，计算不同位置的球心及其所在平面的法矢。再利用几何变换计算球心所在圆的圆心，从而精确标定出转轴的方位，实现了多视测量数据在线自动拼合，提高了数据拼合的精度。对于精度为50μm的测量机。在半径80mm的旋转范围内，拼合误差约为70μm。与以前的方法相比，设计的转轴标定方法简单、高效。在其他安装转台的测量系统中同样适用。     

A statistical model for point-based target registration error with anisotropic fiducial localizer error

Error models associated with point-based medical image registration problems were first introduced in the late 1990s. The concepts of fiducial localizer error, fiducial registration error, and target registration error are commonly used in the literature. The model for estimating the target registration error at a position r in a coordinate frame defined by a set of fiducial markers rigidly fixed relative to one another is ubiquitous in the medical imaging literature. The model has also been extended to simulate the target registration error at the point of interest in optically tracked tools. However, the model is limited to describing the error in situations where the fiducial localizer error is assumed to have an isotropic normal distribution in R3. In this work, the model is generalized to include a fiducial localizer error that has an anisotropic normal distribution. Similar to the previous models, the root mean square statistic rms tre is provided along with an extension that provides the covariance Sigma tre. The new model is verified using a Monte Carlo simulation and a set of statistical hypothesis tests. Finally, the differences between the two assumptions, isotropic and anisotropic, are discussed within the context of their use in 1) optical tool tracking simulation and 2) image registration.     

Group registration with local anchor for location tracking in mobile networks

In mobile networks, the location of a mobile user needs to be traced for successful and efficient call delivery. In existing cellular networks, as a mobile user changes his/her location area (LA), a location registration request is sent to the home location register (HLR) to update the user profile to point to the new LA. With a large number of mobile subscribers, this conventional registration strategy will incur a high volume of signaling traffic. We propose a new location registration strategy, called Group Registration (GR), which efficiently reduces the location registration cost by reporting location changes to the HLR for multiple mobile terminals (MTs) in a single location update request message. Specifically, the IDs of the MTs newly moving into an LA are buffered and sent to the HLR for location update in the route response message of the next incoming call to any MT in the LA. An analytic model is developed and numerical results are presented. It is shown that the proposed GR strategy can achieve significant cost reductions compared to the conventional strategy and the local anchor strategy over a wide range of system parameters. Moreover, the GR strategy results in a much smaller call delivery latency than the local anchor strategy.     

一种新的针对中国古建筑室内三维激光扫描数据的配准方法

针对中国古建筑结构复杂、室内占建筑激光扫描数据量大、视点多、不易采用现有的配准方法等问题,提出基于古建筑按中轴线对称等几何结构特征的古建筑室内激光扫描数据配准方法,同时首次提出广义同名点的概念。建立测站坐标系、建筑坐标系和测站辅助坐标系,井详细介绍从测站直角坐标系转换测站辅助坐标系的方法,同时给出具体的坐标转换关系式。该配准方法分两步进行：第一步,将各视点扫描数据从测站直角坐标系转换到各自的测站辅助坐标系;第二步,选定一测站辅助坐标系为参考坐标系,之后利用广义同名点求得辅助坐标系之间的三维平移向量,最终实现配准。该方法不需初始位姿,计算量小,不易受噪声影响,实验结果验证了这种配准方法的快速、高效性。