UKF滤波方法及其在车辆导航状态估计中的应用

在车载导航系统中，通常采用EKF作为状态估计方法提高导航的精度。由于EKF进行非线性估计存在一些缺陷，因此将其用于导航系统的非线性估计时，存在估计误差，从而影响导航系统的精度。为了获得更高的导航精度，将一种新的滤波方法-UKF方法用于车载导航系统的状态估计中。对一个车载DR／GPS组合系统，将EKF和UKF方法分别进行了滤波仿真。仿真结果表明：在车载导航状态估计中，UKF方法优于EKF方法。     

基于因子图的车载INS/GNSS/OD组合导航算法

针对车载多传感器组合导航系统中传感器有效性动态改变,以及传感器存在异步和时延的问题,提出了基于因子图的INS/GNSS/OD组合导航算法。采用因子图方法对惯性导航系统(inertial navigation system,INS)、全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)、里程计(odometer,OD)进行建模,构建了INS/GNSS/OD组合导航系统因子图模型。采用变量消除算法将因子图转化为贝叶斯网络,并通过贝叶斯树的形式实现增量推理,确保了因子图算法的实时性。仿真结果表明,当传感器有效性动态改变,以及传感器存在异步和时延时,基于因子图的组合导航算法能够连续稳定地输出高精度的导航结果,满足了车载INS/GNSS/OD系统的要求。因子图算法具有很强的鲁棒性和灵活性,在处理多传感器信息融合问题中具有较大优势。     

车载DR导航的非线性滤波方法研究

针对扩展卡尔曼滤波方法(EKF)用于车载DR导航系统滤波中存在的一些缺点,将一种新的滤波方法—UKF滤波方法用于车载DR导航系统的非线性状态估计中。该滤波方法与EKF方法相比具有容易实现和滤波精度高的特点。通过非线性状态估计UKF方法大大提高了导航系统的精度。为了检验其有效性,将这两种方法分别对车载DR导航系统进行滤波仿真,仿真结果进一步表明UKF方法优于EKF方法,是一种理想的车载DR导航非线性滤波方法。     

基于多传感器信息融合的无人机自主精确导航技术

无人机自主导航是保证无人机成功完成各种任务的关键技术之一。随着机载传感器性能的不断提高,利用多传感器信息融合实现自主精确导航将是一个重要的发展趋势。结合目前多传感器信息融合技术在各种航行器导航应用中所取得的成果,对基于多传感器信息融合的无人机自主精确导航技术进行分析和评述。剖析了其中的关键技术,包括自主导航系统结构、误差分析和精度分配、联合滤波器以及图像传感器信息融合等;并重点对图像传感器信息融合的关键部分,包括图像融合、图像匹配和景象区域适配性分析等进行了分析;最后从技术发展和未来应用两个角度进行进一步研究工作的展望。旨在为实现无人机自主精确导航提供有益参考。     

车辆导航系统的动态最优路径搜索方法研究

对车辆导航系统中线路引导信息的供给与需求进行了综合分析，提出了一种新的具有真实最短路径意义的实时动态最优路径，并设计了搜索该路径的改进Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法与改进Ａ＾＊算法，前者适用于多车导航，后者适用于单车导航。     

飞行仿真器导航系统建模与仿真

飞行仿真器导航系统仿真技术的研究是飞行仿真器研究开发的一个重要部分,导航系统为飞行仿真器的其他系统提供重要的相关信息,包括飞机的位置、高度、速度、加速度以及飞机当前姿态等参数。首先研究了真实导航系统的基本原理,然后分析了导航系统在飞行仿真器中如何进行参数解算,以及如何与其它系统进行信息交互模拟真实飞行器的导航过程。所采用的导航方式是无线电导航和惯性导航组合的方式。     

自适应联邦H∞滤波在水下组合导航系统中的应用

为了提高自主水下航行器组合导航系统精度,选择了捷联式惯性导航系统、多普勒速度声纳、电子磁罗经和海底地形匹配作为水下航行器组合导航系统导航传感器,建立了水下航行器组合导航系统的状态模型和导航传感器观测模型,提出了一种基于RBF神经网络进行联邦滤波信息分配的自适应联邦滤波信息融合方法并进行了计算机软件仿真试验,仿真实验结果表明:采用RBF神经网络进行信息分配系数的自适应调整的改进自适应联邦滤波器的水下航行器组合导航系统的导航姿态、速度和位置精度得到了提高,满足高精度水下组合导航的要求.新型信息融合方法克服了传统滤波容易发散的缺点,有效地提高了水下航行器组合导航系统的容错性能和导航精度.     

北斗卫星导航系统效能综合建模与分析研究EI北大核心CSCDCSSCI

针对卫星导航系统效能要素多样、作用关系复杂的特点,构建了基于质量特性视角的导航系统效能指标体系,研究提出一种综合考虑空间信号精度、卫星平均中断间隔时间、卫星在轨测试时间、运载火箭可靠性、星间逻辑关系等要素的导航系统效能集成分析方法.该方法采用广义随机Petri网构建导航单星可用性模型,考虑随机故障和耗损故障构建导航单星可靠性模型,采用应力-强度分析构建导航单星能力模型,综合星间逻辑关系并运用动态贝叶斯网络开展导航系统效能建模与分析.北斗卫星导航系统仿真算例验证了方法的有效性和可行性,并对其他卫星系统效能分析具有一定的参考价值.     

重力扰动对高精度激光陀螺惯导系统ZUPT的影响分析与补偿

高精度激光陀螺惯导系统广泛应用于车载自主定位定向当中。当不存在外部测速设备的条件下，一般采用零速修正（zero velocity update，ZUPT）对导航误差的发散过程进行约束。常规ZUPT导航算法中重力矢量采用正常重力模型计算获得，忽略了重力扰动对导航精度的影响。考虑到车载自主导航系统对定位精度的要求，本文从重力扰动对惯性导航误差的影响机理分析入手，指出重力扰动是影响高精度ZUPT导航精度的最主要误差源之一。设计提出了两种适用于车载应用的重力扰动实时补偿方案，并在重力扰动变化剧烈的山区地带进行了长距离车载试验。试验结果表明，对于同一组跑车数据，导航时间2 h ZUPT间隔10 min，激光陀螺惯导系统的水平定位精度由补偿前的8.93 m提高到了补偿后的3.75 m，高程定位精度由补偿前的1.63 m提高到了补偿后的0.80 m。重力扰动补偿方法具有重要的工程应用价值。     

ANFIS在车辆导航系统信息融合中应用的仿真研究

采用了一种分层级联的信息融合结构,对车辆导航系统中应用不同导航定位技术得到的定位信息进行融合。决策级融合采用基于零阶Sugeno模糊模型的ANFIS(adaptive-network-basedfuzzyinterferencesystem),根据性能指标调节最终的位置估计值中不同位置信息的权重。仿真研究的结果表明将ANFIS应用于车辆导航系统信息融合能充分利用导航信息,提高定位精度,说明文中采用的方法是可行的有效的。     

GPS/GLONASS组合导航定位技术在ITS中的应用

采用先进的组合导航技术 ,将现存的两种 GPS( Global Positioning System )和 GLONASS( Global Navigation Satellite System)全球卫星导航系统结合一起 ,可以充分发挥 GPS和 GLONASS各自优势 ,并可优劣互补 .GPS/GLONASS组合定位导航 ,利用先进的组合技术 ,充分利用 GLONASS无 SA影响的特点 ,提供可靠性高、完善性好的高精度定位服务 ,使得整个系统可视卫星的数目增加多 ,可在任何地方有较大高度角的卫星提供选择 ,从而改善了卫星几何位置配置 ,提高了系统的可靠性 .将 GPS/GLONASS组合定位导航技术应用于 ITS中的车辆定位导航 ,可以提供全方位、全天候、多星定位车辆导航的服务功能 ,为实现道路交通管理“自动化”、车辆行驶“智能化”提供可靠的技术保证 ,具有良好的应用价值和实用价值 .     

载波跟踪算法综述

随着GPS软件接收机技术的飞速发展,作为其关键技术之一的载波跟踪算法也取得了长足进展。基于一种典型载波跟踪环的结构,将载波跟踪算法归类为纯载波跟踪算法和有外部辅助载波跟踪算法两大类。其中纯载波跟踪算法的关键技术主要有:环路鉴别算法,环路滤波器的优化设计,基于锁相环和锁频环的混合载波跟踪环的设计,智能降噪技术、智能控制技术、智能估计算法和自适应算法的引入等;外部辅助的载波跟踪算法主要存在于各类组合导航系统中,最典型的就是紧耦合或超紧致耦合组合导航系统中利用惯导测量信息对载波跟踪进行辅助。分析了上述各种技术研究的侧重点及工作原理,总结了各种研究侧重点的特点及优缺点,指出了载波跟踪算法的发展方向。     

水上交通安全信息处理中的神经网络技术

由于航道信息环境的复杂化 ,使得现代水上交通安全面临着很多严重问题。解决这些问题的出路在于采用先进的信息处理理论和技术 ,而神经网络就是一个最佳的选择。研究分析表明 ,神经网络在水上目标的雷达、红外和声纳检测 ,识别 ,跟踪 ,水上交通安全信息融合 ,船舶避碰决策支持等方面 ,具有良好的应用前景     

基于协同战术识别的双机编队威胁评估方法

双机组成编队采用协同战术攻击目标是多机协同空战的一种主要形式。针对蓝方为双机编队的超视距空战威胁评估问题,提出了一种基于协同战术识别的威胁评估方法。首先,根据双机编队协同战术的分析、双机的空间占位与机动特性信息,采用动态贝叶斯网络建立目标双机编队协同战术识别模型。然后,根据目标飞行状态信息和目标机动动作识别结果,进行目标轨迹预测。最后,综合空间占位、探测、攻击、协同战术等威胁因子,考虑目标轨迹变化对战场态势演变的影响,建立威胁评估模型。仿真结果表明,所提方法能够准确识别双机编队的协同战术,实现合理化威胁评估。     

多系统组合导航仿真器设计

通过分析多种导航系统各自的特点,从对惯性导航系统误差状态的可观测性出发,考虑到校正方式的自由选择、滤波算法的不同采用以及信源的有效性检验等因素,建立了多系统组合导航模型,并采用Simulink工具搭建了该系统仿真器模块。仿真器能够自动地将处于工作状态的导航子系统按照最优准则组合起来,不但能够独立地执行,而且可以与其它导航系统仿真器一起集成在RT-LAB实时环境下正确运行。仿真结果表明,在满足精度的前提下,该系统具有导航信息的冗余性、互补性、容错性等良好性能。

Abstract：

By studying on observable of INS error states and the characteristic of each navigation system,considering the choice of the revision way,the adoption of different filtering algorithms and the verification of the information source,a multi-system integrated navigation model was built.The simulator module of this model was constructed by Simulink tools in MATLAB,which could integrate all active navigation subsystems automatically.The simulator not only could execute independently,but also could run accurately on RT-LAB real-time environment combined with other navigation system simulators.The simulation result indicates that the simulator has many good performances which include the flexibility in integration pattern of navigation systems,the redundancy and complementarity of navigation information,the fault tolerance of the whole system,etc.     

融合多类型海洋重力数据算法仿真研究

基于地球物理信息的无源导航系统是未来辅助惯性导航系统的新方向。重力辅助导航是结合存储的重力图及实测的重力数据的一种定位手段。它的关键技术之一就是满足导航需要的重力图。海洋重力测量的方式包括卫星重力测量、航空重力测量、和海面重力测量,它们有各自的特点和适用范围。因此,有效的融合多类型的海洋重力信息对构建高精度的海洋重力图来说是尤为重要的。介绍了一种基于移去-恢复技术的融合方法,并通过仿真实验对算法进行评价,验证算法的效力,是构建高精度海洋重力图新的尝试。     

DIS综合环境及其相关技术

论述了分布式交互仿真综合环境及其相关技术。在阐述了ＤＩＳ综合环境的概念及其在ＤＩＳ系统中的作用和性能需求的基础上，重点讨论了面向对象技术、数据库技术以及信息融合技术在综合环境的建模、集成和效应生产中的应用。最后对ＤＩＳ综合 发展趋势进行了展望。     

数据库技术在城市交通信息服务系统的应用

在介绍发达国家的城市交通信息服务系统的基础上,针对数据库技术的最新进展,提出了数据库技术在城市交通信息服务系统的应用.在系统地介绍数据库技术的发展历程的前提下,特别针对移动信息服务系统和公用信息服务平台,详细分析了作为关键技术之一的移动数据库技术和数据仓库技术的应用,提出了数据库技术在城市交通信息服务系统的应用框架.     

基于时间的通信导航兼备系统定位误差分析

通信导航兼备系统已成为未来通信导航系统发展方向 ,由美国发展起来的联合战术信息分发系统(JTIDS)是典型代表。研究了通信和导航发展的历程及互相结合的途径 ,分析了JTIDS的工作方式和信号特征 ,讨论了JTIDS通信和导航能力 ;运用导航定位误差分析理论着重对JTIDS的相对导航原理及定位误差进行了深入分析 ,首次给出了该系统的定位误差场分布图和系统工作区。研究和分析结果可为建设和发展通信导航兼备系统提供重要参考