The high-resolution time-of-flight spectrometer TOFTOF

The TOFTOF spectrometer is a multi-disc chopper time-of-flight spectrometer for cold neutrons at the research neutron source Heinz Maier-Leibnitz (FRM II). After five reactor cycles of routine operation the characteristics of the instrument are reported in this article. The spectrometer features an excellent signal to background ratio due to its remote position in the neutron guide hall, an elaborated shielding concept and an s-shaped curved primary neutron guide which acts i.a. as a neutron velocity filter. The spectrometer is fed with neutrons from the undermoderated cold neutron source of the FRM II leading to a total neutron flux of 10¹⁰n/cm²/s in the continuous white beam at the sample position distributed over a continuous and particularly broad wavelength spectrum. A high energy resolution is achieved by the use of high speed chopper discs made of carbon-fiber-reinforced plastic. In the combination of intensity, resolution and signal to background ratio the spectrometer offers new scientific prospects in the fields of inelastic and quasielastic neutron scattering.     

惯性导航装置虚拟检测仪设计

惯性导航装置是一种很重要且精密的设备,故障检测和诊断是设备维修的前提,综合采用现在的虚拟检测技术,对惯性导航装置的故障检测方法进行了研究,设计了虚拟检测仪的硬件设备,开发了虚拟检测仪的软件,完成了整个虚拟检测仪的设计。     

水平阻尼作为干扰的平台式惯导统一控制方程

研究惯导系统统一控制的优化设计。传统的统一控制采用一体化设计方案,通用性不强。为简捷高效地实现惯导计算机的程序编排,提出了将水平阻尼作为干扰项的平台式惯导统一控制。通过改变系统框图结构,将无阻尼惯导系统和阻尼网络人为分离,水平阻尼网络的输出可视为干扰项。系统控制方程始终采用无阻尼条件下的表达式,惯导系统控制和阻尼网络可以实现模块化设计,使控制的实现形式和推导过程大为简化。给出了惯导计算机的运算流程,并分别在静、动基座条件下,对无阻尼、内水平阻尼和外水平阻尼状态的惯导系统做了仿真。结果表明新的统一控制模型有效体现了惯导系统的参数变化,且设计简便,具有更好的实用性。     

曲线运动SAR成像算法研究

研究合成孔径雷达曲线运动时的优化成像质量问题。提出了一种结合了惯导加速度参数和根据回波数据两种运动补偿曲线运动合成孔径雷达成像算法,提高了成像质量。首先研究了合成孔径雷达曲线运动时的目标模型,分析了惯性导航系统的原理,并以频谱分析的子孔径成像为基础,加入运动补偿等辅助处理。进行仿真,根据一组仿真参数和曲线轨迹生成仿真回波数据,证明仿真成像算法的有效性。系统运算简单,可为曲线运动时的合成孔径雷达实时信号处理系统系统设计提供依据。     

融合UWB与INS的消防员室内定位与NLOS检测算法

融合超宽带（UWB）和惯性导航系统（INS）能够实现消防员室内精确定位。为实现UWB的非视距（NLOS）误差检测,设计一种双级EKF框架。该框架以松耦合形式实现UWB/INS的数据融合,通过INS获取的初始位置估计坐标以检测UWB测量值的NLOS误差,根据检测结果计算残差矩阵来动态调整融合滤波器的测量噪声矩阵,以达到缓解NLOS误差的目的。实验结果表明,与三角不等式原理检测算法和无NLOS检测的UWB/INS简单融合算法相比,所提NLOS检测算法具备良好的检测能力、较强的稳定性及较高的定位精度。     

基于联邦滤波的室内多传感器融合导航定位方法研究

针对室内多传感器融合导航定位问题,提出一种基于联邦滤波的INS/3D LASER/单目视觉融合的室内导航定位方法.该方法是通过联邦滤波将INS分别同3D LASER与单目视觉构成子滤波器,主滤波器根据最小方差准则,利用最优系数加权法融合各子滤波器的最优估计,从而获得全局最优融合结果.实验证明,该方法能有效提高室内导航定位的精度和鲁棒性,比传统的视觉里程计法或激光雷达里程表法更准确.     

基于多线程的惯导逻辑仿真器设计

针对惯导系统在载机静止状态下无法提供动态参数的问题,对惯导子系统进行数字仿真。在航电系统仿真中,采用1553 B总线与总线控制器和其他航电、非航电设备交联,通过以太网接收外部激励数据,采用多线程技术实现主备2个惯导并发运行,设计一种惯导逻辑仿真系统。阐述系统硬件结构和软件设计,建立惯导姿态仿真模型和位置仿真模型,实现惯导各种逻辑子过程。在某型飞机航电仿真系统中的联调证明,该仿真器能够准确接收外部激励源飞行信息、故障状态,经过结算后周期性地向总线控制器输出飞机位置数据、姿态数据等动态参数,执行某型飞机航电设计文档中相关惯导逻辑,并向总线控制器反馈惯导子系统状态。     

基于新息正交原理的抗差UKF及其在INS/GPS组合导航中的应用

为提高标准UKF对异常的量测噪声统计的鲁棒性,提出了一种基于新息正交原理的抗差UKF算法.该算法根据新息序列的正交性确定最优的抗差因子,而后通过对新息协方差阵引入抗差因子在线调整滤波增益,进而抑制异常量测对滤波解的影响.将提出的算法应用于INS/GPS组合导航系统进行仿真验证,并与标准UKF和现有的抗差UKF进行比较,结果表明,当量测噪声统计不准确时,提出的基于新息正交原理的抗差UKF滤波性能明显优于上述两种算法,提高了组合导航系统的定位精度.     

UKF在INS/GPS组合导航直接法滤波中的应用

INS/GPS组合导航系统直接法滤波中是直接以导航系统输出的导航参数(位置、速度等)作为状态,所以系统方程为非线性方程。UKF(Unscented Kalman Filter)是一类以UT变换为基础,以卡尔曼线性滤波为框架,采用确定性采样策略逼近非线性分布的非线性滤波算法。由于它是对后验概率密度进行近似来得到滤波估计,所以避免了非线性系统中状态方程的线性化问题,能较好地解决系统方程非线性问题。论文INS/GPS组合导航系统中采取直接法,建立非线性模型进行UKF滤波解算,并与EKF方法比较,实验结果显示UKF方法能更好地解决系统状态方程非线性的问题,并得到更高的导航精度。     

The Information Navigation System

Abstract

Today's instruction and reference librarians face new challenges as the gatekeepers to information. The information explosion requires that we create strategies for our customers to navigate through a maze of material. This paper describes a reference tool developed at The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory to meet the information needs of our researchers and offers practical advice to other librarians interested in providing a similar service.