基于导航恒星几何分布的天文导航定姿系统误差建模及误差特性研究

导航恒星作为天文导航系统定姿的基础信息源,其空间分布对天文导航系统定姿性能存在较大影响。为有效分析天文定姿误差特性,基于天文定姿观测基本原理,采用多矢量天文定姿方法,推导建立了天文定姿误差模型,基于该模型分析了影响天文定姿性能的关键因素,并给出用于评价定姿性能优劣的误差权系数定义。以多矢量定姿中的三星观测定姿为例,采用仿真验证了所建立的基于恒星几何分布的天文定姿误差模型的正确性,该误差模型能够有效反映天文定姿的误差特性规律,为分析天文定姿性能提供了理论依据。     

天文导航中短波红外星表交叉证认与优化

在短波红外波段进行昼夜连续测星有望实现近地空间全天时天文导航，现有的2 μm巡天计划（2MASS）、大视场红外搜寻探测器等红外星表不仅缺少天文导航所必需的恒星自行等信息，而且恒星分布极不均匀，无法直接应用于天文定位定向。在对当前主要星表特点进行分析的基础上，将2MASS红外星表与可见光Tycho-2星表进行交叉证认，得到包含恒星自行等完整信息的短波红外星表；利用似均匀星表划分法对交叉证认后的星表进行特点规律分析，并通过“角距+星等”加权筛选法对其进行优化，获得平均恒星分布密度0.5颗每平方度、全天区变异系数为0.14的短波红外星表。优化后的星表满足一等天文测量精度要求，恒星分布均匀，可为昼夜连续天文导航提供红外星表基础。     

陆基导航定位系统岸台布局实用方案设计

陆基导航定位系统定位误差与目标相对于岸台的几何关系密切相关.在分析陆基导航定位原理的基础上,以矩阵为工具,计算了系统几何定位因子,并采用最佳估计原理证明了几何定位因子随着岸台数量的增加而不断减小.提出了最少岸台数目的陆基导航定位系统岸台分布模型,并以Matlab为工具对三个岸台情况下的系统岸台分布模型进行了仿真,得出三个岸台情况下基线长度和夹角对几何定位因子的影响,为实际的岸台建立提供了有效的理论依据.     

偏振导航传感器建模与误差分析

根据昆虫利用天空中偏振光导航的仿生原理,构建了偏振导航传感器的模型,分析了该模型测量原理,并对模型中影响测量精度的误差源进行了分析计算,结果表明偏振度、有效光强以及两偏振光轴间的相对角度误差会影响系统的测量精度和灵敏度.这一结论对偏振导航传感器的应用具有指导意义.     

光学非球面磨削中的圆弧砂轮修整误差分析

针对光学非球面磨削加工中对圆弧砂轮修整精度要求比较高的特点,采用GC杯形砂轮修整器对圆弧砂轮进行修整,并分析杯形砂轮修整器几何误差和原理误差。在此基础上,讨论了各种误差对圆弧砂轮的修整及对非球面加工的影响程度,确定修整器定位倾斜误差是影响圆弧砂轮修整的主要因素,特别是对圆弧半径的影响。针对定位倾斜误差因素进行了砂轮修整实验,结果表明定位倾斜情况下拟合的圆弧半径残差较大且残差分布与理论分析一致。非球面加工实验显示定位倾斜情况下的工件面形误差分布情况与理论分析一致。修整器调正后再次进行加工,结果呈现不同的面形误差分布且误差减小了,验证了定位倾斜误差对非球面加工的影响。     

卫星导航定位系统的一种误差模型

文中通过跑车试验，提取了中国卫星导航定位系统的定位误差，对其定位系统的经度与纬度误差进行了统计特性与误差分布特性分析，建立了导航定位系统的经度与纬度误差运动的时间序列模型并进行了检验。     

自行火炮GPS定位几何诸元误差分析

本文通过前观年和自行火炮均采用GPS定位时,对所测目标的位置误差及几何诸元误差的分析,给出了几何诸元误差与GPS定位精度,射距离,观炮夹角等参数之间的关系,提出了减小几何诸元误差的措施,为进一步分析火炮的射击精度提供了依据。     

基于椭圆概率误差的落点精度评定方法

制导导弹和炮弹的命中精度是衡量弹道武器等系统性能的一项重要评价指标,其中圆概率误差(Circular Error Probable,CEP)是最常用的落点精度评定方法。由于导航系统的偏差和其他随机因素的影响,实际导弹的落点分布通常沿不同方向不均匀并且方向相关,传统的CEP无法描述落点误差的方向性和相关性。根据落点分布的相关性和非等标准误差特点,提出了一种新的椭圆概率误差(Elliptic Error Probable,EEP)的落点精度评定方法,并给出了精确表达式。该方法利用椭圆的长轴、短轴和旋转角度3个参数描述落点精度,分别建立了沿原始坐标轴的两参数椭圆概率误差模型和沿标准差解耦坐标轴的三参数椭圆概率误差模型。通过仿真对比发现,相比圆概率误差和两参数椭圆概率误差,三参数椭圆概率误差模型面积最小。因此,椭圆概率误差能够更精准地描述导航精度在不同方向的差异及方向相关性,将为预估落点误差的方向性及目标摧毁概率范围提供依据。     

关于LM AUV远程布雷误差及修正方法初探

布雷精度是远程LM AUV布雷作战效能的重要体现,它直接关系到雷障的封锁效率。根据远程LM AUV战术技术性能和使用特点,对布雷平台定位误差、平台航行误差、水雷末弹道误差等产生机理进行分析,研究雷位误差对水雷障碍效能的影响,采取组合导航法、延迟布雷法、查表修正法等措施,从技术、战术层面探讨减少布雷误差的方法,并计算雷位总误差。     

弹道导弹INS/GNSS/CNS组合导航系统研究

提出了弹道导弹惯性/卫星/天文组合导航系统的方案与组合结构,分析并建立了组合导航系统的误差模型,采用了联邦滤波器进行组合导航系统导航状态的最优估计,并进行了组合导航系统的仿真计算.仿真结果表明采用卫星导航定位系统和天文导航系统对弹道的惯性导航系统进行辅助将大幅度提高弹道导弹的导航精度,具有重要的实际意义.     

数字天顶仪中恒星像点轨迹的快速定位方法

数字天顶仪是一种高精度大地天文测量仪器,在进行星图识别时计算量较大,效率较低。考虑到在拍摄的恒星星图中存在着相同恒星,对恒星像点轨迹进行了理论推导,研究了星图中相同恒星的区域,并提出一种基于恒星像点轨迹的快速星图识别方法。该方法只结合星表对单个定位循环中间的一幅星图进行识别,其余星图采用该星图识别出来的恒星再进行识别,可简化恒星星表,减少了参与识别的恒星数量,使星图识别更具有针对性,从而提高了星图识别的效率和速度。试验结果表明,采用快速星图识别方法识别的恒星数量满足定位要求,且定位精度与运用恒星星表进行星图识别解算的精度基本一致。     

星光定位的恒星优选算法及仿真

航天器高动态星光定位实验室仿真的前提是确定视场内的恒星，以便进行后续的星图模拟、星图处理和定位解算。通过对低空和高空载体恒星观测的分析和推导，运用球面天文学基本关系，提出了基于多种约束条件下的星光定位恒星优选算法，能够实现载体任意空间位置星敏感器视场内观测恒星的确定，最后通过选星程序设计和选星仿真验证了该方法的有效性。     

星光折射间接敏感地平定位模型的误差分析

为了全面分析各因素对星光折射间接敏感地平定位精度的影响,在分析星光折射定位模型各类误差来源及其误差特性的基础上,建立了大气密度、折射角、密度标尺高度与星光折射间接敏感地平定位精度之间的误差传递模型,并利用MSIS(质谱非相干散射模式)大气数据对这些误差传递模型进行了不同条件的验证与分析,为间接地平定位法的误差定量分析及工程应用提供了参考。     

星光定向的"虚拟星"方法

在星光/惯性导航及制导系统中,常需要选择某个期望位置的星光作为定向基准,但天球上不一定正巧有这样的星体存在.在采用敏感矩阵型星光敏感器时,视场中围绕这一期望位置可能出现数颗星的映象,利用这些可观测星体的坐标信息就可以间接地确定期望位置虚拟的定向基准星的准确坐标.这种方法可以避免因采用不准确位于期望位置的星体作定向基准所带来的方法误差,而且还能够利用多星观测的冗余信息减小观测随机误差.     

多维变量对机械加工误差影响系统分析

针对加工零件传统单一变量对加工误差统计分析,不能解决多关联变量之间的关系对加工误差的影响问题,提出一种多维随机变量的机械加工误差分析系统。通过分析加工零件的关联尺寸,用Matlab建立加工误差的分布规律图,分析产生有效加工误差的概率;用统计产品和服务解决方案(statistical product and service solution,SPSS)对测量出的关联尺寸组进行Q型聚类分析,分析加工误差易发生段;用3维点图法分析关联尺寸产生的系统误差和随机误差;建立环形轴类零件的加工误差系统分析模型。结果表明,该分析系统能提高机械加工误差分析的精确度。     

运动靶标激波检靶定位模型

为提高运动靶标的激波检靶定位精度,对定位模型和求解算法进行研究.采用几何方法推导弹丸激波到达传声器阵列时间的模型,通过非线性最小二乘法求解弹丸飞行速度、命中坐标、入射角等参数.利用该模型进行仿真,分析靶标速度误差、激波到达时间误差和弹丸速度等对检靶精度的影响.结果表明:忽略快速运动靶标的速度会带来较大检靶定位误差,必须在激波检靶建模求解时考虑靶标运动速度.     

基于测量时差和方位角的定位方法的误差分析

为实现对静/动目标的有效定位,推导出定位精度的几何稀释（Geometric Dilution of Positioning Accuracy,GDOP）的协方差矩阵计算公式和GDOP的影响因素。利用时差和目标方位角对静/动目标进行定位的基本原理,可得到定位精度的一般表达式及其理论曲线,以及其目标和接收机之间的相对几何关系与测量误差的关系,可有效实现对静/动目标的定位。     

鱼雷实艇靶末弹道测量算法分析与误差仿真

提出了一种同步工作方式下鱼雷实艇靶末弹道测量的线性、非线性算法，分析了测量误差，并进行了误差仿真，给出了误差分布曲线．仿真结果表明，基阵位置误差和时延测时误差对定位精度影响较大，测声速误差的影响较小，而系统的姿态修正误差对定位精度的影响不容忽视．