一种新型光纤干涉仪的相位噪声及灵敏度分析

为了对微振动信号进行远距离实时检测,提出一种由两低反射率光纤光栅组成的新型双光束光纤干涉仪.给出了采用零差解调技术时干涉系统的散粒噪声和热噪声,并且分析了在不同时间延迟情况下的相位噪声.通过对系统各种噪声的分析,推导出系统的最小探测灵敏度解析表达式.最后根据实验中采用的具体参数,计算出该系统能探测到的最小相位.该干涉仪结构简单、灵敏度高,具有广阔的应用前景.     

一种改进的逐次递推解模糊方法

针对通道相位噪声较大条件下干涉仪测角算法存在解模糊出错的问题,提出了一种基于相位差矢量平均的逐次递推解模糊改进方法.该方法通过对多次测量的各级相位差测量值进行矢量平均,利用矢量平均后的相位差估计值进行逐次递推解模糊测角运算.通过矢量平均降低通道间相位噪声的影响,提高解模糊过程中各级相位差的估计精度,从而达到即使在通道相位噪声较高的条件下也能够正确解模糊.计算机仿真结果验证了该算法的有效性.     

OFDM系统迭代相位噪声补偿算法

为补偿正交频分复用(OFDM)系统中本振相位噪声引起的干扰,提出了一种基于公共相位误差(CPE)估计值插值的迭代相位噪声估计与均衡算法.该算法利用相邻符号间相位噪声的缓变特性,对CPE估计值进行插值,以获得相位噪声估计;将此相位噪声估计结果作为迭代过程相位噪声的初始值,通过多次迭代进行相位噪声与数据符号的联合估计,从而...     

三电子原子~6Li D线跃迁绝对频率的精密测量

在~6Li冷原子系综中,本团队发展了弱探测光和强本地光差拍探测的技术,在极低探测光功率密度的条件下(10~(-3)饱和光强),实现了达到光子散粒噪声极限的光谱测量.基于高精度光学频率梳的频率稳定性传递链,将探测光锁到光梳上,精确测量了~6Li原子的D线跃迁频率,得到不确定度优于1 k Hz的~6Li D_1线跃迁的绝对频率,比当前最高精度的测量提高了一个量级.2P能级精细结构劈裂和2P_(1/2)能级超精细结构劈裂分别为10052.7804(18)和26.1031(14) MHz,与最近的相对论修正及量子电动力学修正的理论计算相符合.本团队的测量结果给更高精度的理论计算提供了实验基准,同时也有助于解决之前不同实验测量的差异.     

MIMU/偏振光互补滤波组合导航算法研究

针对偏振光导航中存在的输出角度模糊性和三维状态下航向角计算问题,提出利用互补滤波对MEMS惯性测量单元(MIMU)和偏振光传感器进行信息融合的姿态更新算法。该算法利用偏振光传感器测量模型构造太阳位置的估计矢量和实测矢量,通过PI(proportional-integral)补偿策略实现3轴陀螺仪偏差的最优估计和补偿。通过对比纯惯导系统INS、单偏振光导航系统、MIMU/地磁和MIMU/偏振光4种导航系统的输出姿态角,表明该算法能够有效滤除惯导系统的低频噪声和偏振光传感器测量值中的高频噪声,并且能够获取无人机360°范围内的航向角估计量,为偏振光组合导航提供了一种行之有效的解决方法。     

线性分布参数系统最优固定点光滑

本文将集中参数系统最优固定点光滑估计问题推广到线性分布参数系统,讨论在齐次边界条件以及在与量测噪声不相关的正态噪声驱动下最优固定点光滑估计问题.用Wiener-Hopf理论导出了分布系统最优固定点光滑方程及其误差协差阵方程,并用特征展开给出近似计算求解方法.     

FMCW物位测量雷达距离测量精度的提高(英文)

FMCW物位测量雷达通过差拍信号的频率测量距离 ,根据差拍信号DFT幅度最大值的位置可以粗测距离 .为了提高FMCW雷达的距离测量精度 ,提出了一种基于差拍信号相位的距离估计方法 .对差拍信号分两段进行FFT ,并利用两段信号的FFT在幅度最大值处的相位差消除相位测量中出现的整周模糊 .导出了距离估计均方根误差的计算公式 ,进行了仿真试验 ,试验结果与给出的公式计算结果相吻合     

基于变分贝叶斯Cubature KF的SINS海上对准方法

针对SINS海上对准中速度等量测值的先验统计特性未知导致Cubature滤波(Cubature KF)的失准角估计值出现严重振荡的问题,提出变分贝叶斯Cubature滤波.该滤波方法通过近似计算状态变量和量测噪声方差的联合条件后验概率密度,在估计状态变量的同时,实时调整变分贝叶斯参数,估计和修正时变的量测噪声方差,减弱量测噪声方差统计特性对状态变量估计值的影响.半实物仿真结果表明,该方法能够减小Cubature KF海上对准失准角估计值的振荡性,提高海上对准的精度.     

基于组合载波相位的飞行器姿态确定

为解决全球导航卫星系统(GNSS)姿态测量中整周模糊度的快速求解问题,提出一种基于组合载波相位的短基线整周模糊度解算方法,利用单个历元的观测数据解算整周模糊度.根据多颗卫星的单频载波相位整周模糊度解算结果,应用最小二乘原理对基线向量进行精确求解,进而由基线向量确定出飞行器的姿态角.仿真结果表明,该模糊度解算方法在单个历元内至少能够解算出8颗卫星的载波相位整周模糊度,解决了GNSS动态测姿领域的一个关键性问题.测姿结果显示,偏航角和俯仰角的测量误差均小于0.2°.该研究成果可以为GNSS姿态测量系统在航空、航天等对实时性要求较高的领域中的应用创造条件.     

一类随机分布参数系统最优滤波

本文推广文献[1]的结果,讨论一类随机分布参数系统在量测噪声与分布噪声及边界噪声相关的一般条件下最优线性滤波估计问题.用Wiener-Hopf理论导出最优滤波估计所满足的偏微分方程组,并给出与新息过程的关系.推导出最优滤波误差阵所满足的定解问题.最后给出一种近似算法.     

巡检机器人全球定位系统/里程计组合定位方法

摘要：针对巡检机器人在校园环境中工作时,GPS信号易受树荫及较高建筑物遮挡而出现定位不准确的问题,提出GPS和ODO组合定位方法。该方法以GPS坐标信息为初始位置,里程计信息为主导航,GPS接收机的脉冲信号作为实时修正数据,利用卡尔曼滤波算法对系统状态进行最优估计,得到较为准确的状态估计值,最后利用状态估计值去修正系统的导航误差。同时在实验平台上进行验证仿真,实验结果表明,机器人以150cm/s的速度行驶80s后其轨迹误差能控制在5cm以内,得出利用多传感器融合技术可以提高机器人的定位精度和可靠性的结论,即通过对GPS和ODO组合定位方法能够有效提高机器人实时定位精度。     

基于改进的UPF算法的列车组合定位方法研究

车实时定位是保证列车安全运行的重要环节。随着北斗卫星导航系统的发展,北斗卫星已逐步具备应用于列车定位的能力。针对北斗导航定位系统的特点及存在的问题,将SINS系统作为其补充定位方式。由于传统滤波算法在进行状态估计时仍存在粒子退化现象。为了进一步提高估计性能,提出了基于人工免疫无迹粒子滤波算法（AI-UPF）的列车组合定位方法。将人工免疫算法引入UPF算法的重采样过程,对粒子进行克隆和变异,改善了样本集的多样性,减轻了退化现象的影响。用该方法和UPF算法分别对北斗/SINS列车组合定位系统进行仿真实验。结果表明,AI-UPF算法能进一步减小定位误差,滤波效果较好。     

压缩真空态的激发态下介观串并联RLC电路的量子涨落

将介观串并联RLC电路等效成阻尼谐振子并量子化,研究了压缩真空态的激发态、压缩真空态、真空态下电流和电压的量子涨落.结果表明,支路电流电压的量子涨落不仅与电路器件的参数有关,而且和激发量子数、压缩因子及压缩角有关,并随时间衰减.     

基于Mission Planner的无人机自主导航测量系统设计与实现

针对目前测量工具价格较为昂贵、测量手段多采用人工采集的方式,设计一款基于Mission Planner开源地面站和GNSS相结合的无人机自主导航测量系统。该系统由四旋翼无人机、APM控制器、Mission Planner地面站和PPK后差分系统构成,共设计手动和自动导航两种控制方式。自动导航模式中可通过Mission Planner地面测控系统的地图模块、数据交互模块,实现无人机按照设计预设航线进行飞行,并获取目标点的空间三维坐标。通过GNSS-BDS/GPS系统定位试验和自动导航对比试验得出,此套自动测量系统静态达到厘米级的定位精度,自动导航模式下的定位精度达到分米级。最终将其应用到点位坐标测量中,该系统所测得数据误差控制在10cm内,满足测量工作中的基本需求。本文可对今后开展全自主测量技术设备的研发提供理论基础和实践参考。     

一种改进的故障检测算法在组合导航中的应用

为提高组合导航系统的容错性能,实时检测滤波器处理测量信息的有效性,针对组合导航系统突变故障的检测问题,提出了相应的改进算法. 该算法不仅对系统层面上进行故障探测,而且对故障进行定位和隔离,分析了作为假设检验量的标准化残差之间的相关性强弱对故障正确定位的影响,由此对基于标准化残差的故障检测与隔离算法进行了改进,实现子系统内部故障的正确定位与隔离. 实验结果表明,改进的算法能够更有效地利用多余观测量,从而提高组合导航系统的稳健性.      

基于深度神经网络-近似线性网络混合模型的电力系统状态估计方法

为提高电力系统实时状态估计的精度和计算效率,解决电网电压波动频发、潮流分布的不确定性剧增等问题,通过提出一种基于深度神经网络和近似线性网络模型的电力系统状态估计方法,研究了其在电网的应用。该方法将混合系统量测数据通过粒子滤波算法得到样本集,利用训练样本训练所提出的混合神经网络模型,最后将测试样本输入已建立的模型中获得系统状态的估计结果。通过IEEE118节点系统进行的负载数据仿真实验表明：基于混合神经网络模型的电力系统状态估计方法不仅能快速进行海量数据训练,还能有效避免过拟合;在实时状态估计的精度和计算效率方面相较于高斯-牛顿法均有提高。可见所提方法在电力系统实时状态估计方面具有一定的应用价值。     

北斗单系统及多全球导航卫星系统组合极区定位性能

为了评估北斗单系统(BeiDou satellite navigation system,BDS)及多全球导航卫星系统(global navigation satellite sys-tem,GNSS)在极区环境下的导航定位性能,从可见卫星数、位置精度因子、定位精度和高度角变化等多个性能指标对南北极四个测站进行分析.首先介绍了多GNSS的位置精度因子计算模型,然后利用开普勒轨道参数仿真各卫星导航系统数据,详细分析了北斗单系统、北斗双系统以及四系统的性能.仿真结果表明,双系统和四系统能够显著增加可见星数和降低位置精度因子值,从而提高定位精度.四个测站中中山站可见卫星数最多,且各方面性能指标最优,高纬度区域昆仑站性能最差.此外,BDS/GLONASS格洛纳斯组合可以显著增加高仰角卫星,能够改善极区定位性能.     

一种应用于GPS/低成本INS组合导航的自适应滤波算法

为了提高在全球卫星定位系统(GPS)接收机导航解更新间隔期间组合导航系统的定位精度,在分析了惯导系统(INS)误差模型的基础上,使用一种对噪声协方差矩阵进行实时自适应估计的算法改进了通常使用的标准Kalman滤波器。采集清华大学内的跑车实测数据,并使用自适应算法进行处理,结果表明:该方法可以有效地提高GPS导航解间隔期间组合导航系统的定位精度,整体定位精度可以提升近10%,在车辆行驶状态变化较大的路径中获得了最高达40%的位置精度提升。该方法易于实时实现,在实际工程实现中具有一定的应用前景。     

基于惯导误差特性的地磁匹配正交搜索方法

针对地磁匹配导航对实时性的需求，提出了基于惯性误差特性的正交搜索方法.该方法在对惯导误差特性分析基础上，采用正交搜索策略，将插值后匹配点地磁数据序列沿与飞行轨迹垂直方向和平行方向分别进行正交搜索，快速得到最佳匹配结果.将地面测量地磁数据延拓到不同高度，分别应用本文方法和全局搜索算法进行处理.数据处理结果表明本文方法与全局搜索算法具有同等的匹配精度，但减少了搜索时间，能有效提高高空高速飞行器匹配定位方法的实时性.      

双模压缩光双曲线定位方案设计与分析

采用无线电信号的双曲定位方法由于受到其信号功率与带宽的制约,其定位精度存在着不可逾越的上限,且易受干扰、测量距离有限等问题日趋显现,而采用量子纠缠信号作为测量信号,可以突破经典无线电信号体制的限制,大大提高定位精度与保密性,实现具有超高精度、远距离、强抗噪抗干扰性等优点的量子定位。就此提出一种基于双模压缩光与Bell态直接探测的双曲线定位方案,使用双模压缩光作为发射信号,在目标接收端使用Bell态直接探测系统对两路纠缠光进行检测并对其中一路光束进行延迟,而后提取其正交分量的关联噪声,取关联噪声的最小值时对应的延迟时间作为两光束的完全量子关联时刻,即为两纠缠光的波达时间差,通过时间差的测定可以转换得到距离差,得到1组双曲线,另选2个基点重复上述过程可得第2组双曲线,从而实现定位。通过理论推算与一定假设条件下的仿真分析,给出理论上能达到的定位精度与误差范围。