基于测角测距信息火星环绕器导航方法

针对传统的基于天文角度信息的导航方法用于火星环绕器导航应用中存在导航源可见弧段连续性差,导航精度较低等问题,提出了一种适用于火星环绕器组合导航的联邦自适应UKF改进算法。通过引入新的测距导航源,充分利用测角敏感器获得的火卫一和火卫二相对于环绕器的视线矢量信息以及测距敏感器获得的环绕器相对于其它火星在轨航天器的距离信息,运用UKF对环绕器状态进行估计,引入Sage-Husa噪声估计器,抑制非高斯噪声对导航精度的影响,达到提高导航精度的目的。仿真结果表明了所提出的适用于火星环绕器组合导航的联邦自适应UKF改进算法的有效性,火星环绕段导航位置估计精度优于0.4km,速度估计精度优于0.5m/s,相对于传统的天文测角导航,性能提升50%。     

固定目标的运动单站被动测距

分析了角度和角度变化率被动测距系统的基本原理,研究了空间固定目标的单站被动测距方法,并提出光学成像系统中角度及角度变化率测量方法。利用Monte Carlo模拟验证了被动测距的数学模型,角度及角度变化率的测量误差是影响距离测量精度的主要因素,为了克服误差的影响,研究了基于推广卡耳曼滤波(EKF)距离估算方法。实验结果表明,对于含有零均值高斯噪声的角度和角度变化率的测量数据,利用推广卡耳曼滤波可以提高距离估算的稳定性和精度。     

简易高精度超声波测距仪的设计

介绍了以AT89C52单片机为主控件的超声波测距仅的工作原理、器件选择、硬件和软件的设计.硬件主要由超声波发射、接收检测电路和显示电路组成.该系统测量精度高,能够清晰地显示测量结果,可应用于汽车倒车雷达、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控,也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合.     

一种双臂激光测距系统设计和误差分析

长度是7个基本物理量之一,在人们工作和生活中有着广泛的应用场景。本文提出了一种由两个激光测距传感器构成的双臂激光测距系统,可以通过非接触方式测量仪器与空间中任意一点以及空间中任意两点之间的距离,还具备测量阴角、阳角和二维垂直度的功能。本系统测量误差从理论上被分析,并通过MATLAB软件进行了仿真。实际的实验测试表明,测量距离在1 m以内时绝对误差能控制在1 mm以内,测量距离在50 m以内时相对误差能控制在1‰的数量级。同时,重复性测量实验和测量不确定度评定验证了本系统的误差指标,也为本系统的改进指明了方向。本仪器还具有功耗低、成本低和便于便携化等优势,因此有着广阔的应用前景。     

基于 GST-TT 变换的单端故障行波测距方法

针对行波法测距波头时刻标定精度不足和波速不稳定的问题,提出一种基于GST-TT变换的单端故障行波测距方法。首先将采样的电压行波信号做解耦处理,提取线模电压信号,然后将线模电压信号进行广义S变换,提取适当高频频带作为故障特征频带,运用TT变换对角线位置元素聚高频、抑制低频的特性,在故障特征频带内对波头到达测量端时刻进行精确标定,根据不依赖具体行波波速的故障测距计算方法得出故障距离。该方法可以提高波头时刻的标定精度,降低波速不稳定对故障测距的影响。通过PSCAD仿真验证,根据结果可知,该方法测距精度较高,在无噪声干扰情况下,平均相对误差为0.25%;同时也可知晓该方法具有较强的耐受过渡电阻能力和抗噪能力。     

采用三次通信的TOF与TDOA联合定位算法

通常基于超宽带(UWB)的定位系统采用的主要技术是TOA和TDOA算法,但是TOA算法定位速度低,TDOA算法定位精度不稳定,这些情况均限制了它们在UWB定位系统中的应用。为了权衡这两种算法在定位速度和精度方面的不足,提出了一种新的TOF与TDOA联合定位算法(CTT)。该算法仅需要3次UWB通信便可测量TDOA算法所需的所有时间差信息和一个TOF距离值,并可以此计算出该定位区域内所有基站与单个标签的距离,定位速度比TOA算法提升至少50%。使用DW1000分别对TOA、TDOA与CTT算法进行定位精度对比,结果表明CTT算法在二维情况下的平均定位误差20 cm,标准差10 cm,接近于TOA的精度并解决了TDOA算法精度不稳定的问题。     

输电线路精确双端故障测距算法研究

为了消除线路参数不确定性对测距精度的影响,提出了基于参数估计的自适应双端测距算法;利用输电线路的分布参数模型、故障前后的正序分量和负序分量写出测距的冗余方程,将线路的正序参数连同故障距离和非同步误差都作为未知量求解,从而实现自适应参数变化的双端测距算法,从原理上克服了现场和实际因素造成的线路参数不准确或变化对测距结果的影响.仿真实验和实际运行结果表明,该算法达到了很高的测距精度.     

煤矿井下巷道万米贯通测量的实践

文中根据煤矿井下万米贯通测量的实践,综合采用了红外测距、三架法导线测量、陀螺定向、激光指向、计算机处理数据等现代测量技术,实现了煤矿井下万米巷道工程安全、准确贯通,保证了煤矿安全生产及正常接替。     

大作用距离超声波传感技术研究

研制了谐振频率为24.5 kHz的新型气介超声测距传感器,其作用距离超过了32 m.该传感器是由径向-厚度耦合谐振模式的超声波换能器、推挽变换器和具有高信噪比的时间-增益可变接收器所组成的.其中,作为超声波发送器的推挽变换器能够为阻抗为475 Ω的换能器负载提供峰-峰值超过400 V的交变电压.建立了基于NI 6024E数据采集控制卡和PC机的超声波测距平台,采用超声波发送信号与回波信号的包络相关来估计声波的射程时间,提高了超声波测距系统的鲁棒性.     

超宽带室内定位关键技术

超宽带信号的高时间分辨率特性非常适合用于室内场景下的精确定位。本文回顾了超宽带系统位置估计问题,首先介绍了UWB定位系统的特点,然后给出了定位基本原理,指出了超宽带定位系统设计中面临的两个重要挑战,分别是超宽带信号采样问题和到达时间参数估计问题,应用压缩感知理论解决这些问题并给出了最新研究成果,最后描述了一种精密实时的UWB商用定位系统。