基于EKF残差向量的编队卫星测量器件故障诊断

针对同时采用两个测量装置,即无线电和GPS的编队卫星可能发生的测量器件硬故障情况,提出了两种基于解析余度的状态估计故障诊断方法。即首先分别采用无线电测量和GPS测量得到的测量数据作为观测量并联合编队卫星的相对状态进行广义卡尔曼滤波,然后得到残差序列,基于该残差序列设计出了残差加权平方和检验法和残差χ2检验法,最后通过仿真实例对所给出检验方法进行了比较。     

一种有新任务到达的多卫星动态调度模型与方法

基于动态约束满足问题,针对初始方案执行过程中任务动态到达的情况,以最大化完成任务的优先级之和,并使新任务到达后,对原方案的调整最小为目标,建立了多卫星动态调度模型,提出了模型求解方法,最后给出了仿真算例,对模型和算法进行了验证.     

一种单星对星仅测角无源定轨跟踪方法

在星对星无源定轨跟踪中,由于卫星运动方程的非线性和隐函数性,如何建立适合递推滤波的状态预测方程和状态转移矩阵是个首要的问题.根据卫星运动的动力学和几何学条件,推导准确的状态预测方程及其对应的状态转移矩阵,并给出了相应的计算方法.根据单站无源定位理论,提出了一种新的基于准确状态预测模型的仅测角单星对星无源定轨跟踪方法.仿真实例表明,与已有的采用近似状态预测模型的定轨方法相比,该方法具有更高的估计精度和更快的收敛速度,且两者计算耗时相当.     

一种新颖的基于NMF的人脸识别方法

提出了一种新颖的基于非负矩阵分解(NMF)进行人脸识别的方法,读方法首先对人脸图像作NMF得到由人脸基图像组成的子空间矩阵及其对应的系数矩阵,然后将其重构获得NMF重构人脸图像,进而从原始图像中减去重构图像以获取残差图像.最后对残差图像作局部非负矩阵分解(LNMF)以提取其非负子空间及其系数矩阵,并将两次得到的系数矩阵混合,根据最近邻原则进行识别.在ORL标准人脸数据库上的实验表明,该方法具有更好的识别率.     

一种圆周机动目标的机动中心估计方法

机动目标跟踪是无源探测中的关键问题,文章针对无源探测中飞行器常见的圆周机动轨迹跟踪问题,提出了一种改进的机动中心次优估计方法。通过对三点定圆方法中三点构型对圆心估计误差影响的分析,提出了一种基于对弦进行对称分组、增加交点集合过滤规则和加权平均来提高估计精度的方法,该方法有效地解决了弦中垂线交点法在噪声条件下估计误差大的问题。之后用本方法与机动中心坐标系法相结合对飞机的圆周飞行轨迹进行滤波,仿真结果验证了文中方法的有效性。与传统的弦中垂线相交法及最小二乘法相比,该方法在相同误差条件下,具有更小的计算量。

Abstract：

Maneuver target track is a key issue in passive location,and a suboptimal improved approach to estimate maneuver center was put forward based on circular maneuver track of aircraft. Through trigonometry error analysis in circle decision,a method was proposed by symmetrically sorting chords,adding filter rules for intersection set and weighted average,and this method overcame large estimation errors in traditional perpendicular bisector intersection method （PBIM） when polluted by noise. The suboptimal one and maneuvering-center coordinates approach were used to track circular maneuver of aircraft and the results show effectivity of this method. Comparing with traditional PBIM and least-squares procedure,the suboptimal method has similar error and less computation overhead.     

一种基于高斯牛顿迭代的单站无源定位算法

由于初始估计误差大、可观测性弱,且可得到的观测量受限等特点,对运动辐射源的快速单站被动定位一直是个难题。针对单站无源定位特点,对IEKF(iterated extended Kalman filter)算法进行改进,该算法对IEKF中的测量更新按照高斯牛顿迭代方法进行修正,从而减小非线性滤波的线性化误差,改善滤波算法性能。所提算法和UKF(unscented Kalman filter)I、EKF以及EKF(extended Kalman filter)算法的仿真比较表明,提出的算法可以用更小的计算量得到和UKF相当甚至更好的定位性能,在定位精度和收敛速度上明显优于IEKF以及EKF。     

一种新颖的动态选择输入向量的仿射投影算法

仿射投影算法利用多个输入向量更新滤波器系数,不同输入向量对滤波器性能影响不同。以均方偏差下降最快为目标,推导了动态选择输入向量的理想条件,该条件适用于仿射投影算法类中的多种算法。在此基础上,提出了一种便于实现的动态选择输入向量的仿射投影算法。理论分析与仿真结果表明:与传统的仿射投影算法相比,该算法具有收敛速率快、稳态误差小和计算复杂度小等优点。     

一种排除无源交叉定位虚假交点的新方法

消除测向线虚假交点是无源交叉定位的关键技术,目前已经研究了多种解决这一问题的方法,如最小距离法、最大似然法和周期谱相关法,但它们或有效性低,或计算量大,或计算复杂性高,并存在要求某些先验信息等缺点。本文提出了一种排除无源交叉定位虚假交点的新方法,称为基准线最小距离法。这种方法只需要测向信息,不需要任何其它先验信息。计算机模拟结果表明本文提出的方法是有效的,且计算量适中。     

一种基于双站协同的时差频差定位方法

在无源定位系统探测地球地面或海面目标时,考虑到目标在地球椭球面上,不能忽视地球曲率带来的影响。采用地球椭球模型,基于双空中观测站协同的时差频差无源定位方法,首先建立大地直角坐标系,然后利用双站接收目标的到达时差和到达频差信息,运用构建矩阵的方法解算一元四次方程,得出目标的大地直角位置坐标,并研究了双站的几何精度因子。相比四站时差定位算法,所提算法有更高的应用价值,为对远距离地面或海面目标无源探测提供了一种新的技术思路。     

一种雷达脉冲信号相位差变化率测量的新方法

接收信号相位差变化率的高精度估计是基于质点运动学原理单站无源定位与跟踪的一项关键技术。针对雷达脉冲信号,建立了接收信号相位差模型,分析了相位差变化率的特点,提出了一种相位差变化率的数字测量新方法,直接对各阵元接收的信号进行A/D采样,采用数字信号处理的方法估计相位差变化率。通过离散傅里叶变换和复数乘积运算将相位差变化率的测量问题转换为频率测量问题,利用多个脉冲信息提高了参数估计的精度,根据相位的无模糊测量获得相位差变化率加权最小二乘估计。仿真实验表明,该方法具有较低的信噪比门限,在高于信噪比门限时,其估计精度接近Cramer-Rao下限。     

OAS/INS/GPS/APS舰艇组合导航系统设计与仿真

舰艇高精度导航需求日益迫切，设计的组合导航系统可以使舰艇在水上水下一些特殊环境下实现高精度航向和定位测量。系统设计和利用了三种新型导航系统作为导航分系统，分别为光学标校系统(OAS)、水声定位系统(APS)和GPS姿态测量系统。为了克服惯性导航系统(INS)系统的积累误差以及GPS、APS和OAS系统各自的缺陷，采用联邦卡尔曼滤波技术，设计了OAS／INS／GPS／APS组合导航系统滤波算法，仿真结果验证了算法的有效性，表明基于上述系统的组合导航系统可以获得较高的航向定位精度。     

干涉仪对辐射源快速精确定位方法研究

干涉仪属于无源定位系统，该技术有着重要的军事应用背景，现有国内单站无源定位都存在定位时间长，精度较低的问题。给出了仅利用干涉仪的多普勒频移量测值，通过扩展卡尔曼滤波的方法对固定辐射源定位，该方法与传统方法相比，具有精度高、收敛速度快，对初值不敏感的优点。仿真结果证明了本芳法的有效性。     

一种飞行数据预测方法

为了解决实际飞行试验中机载系统与GPS采样率频率相异,难以对飞行状态实时估计和性能导航进行计算等问题,通过对GPS进行预测来对数据统一化处理.如果机载系统采样频率是GPS的整数倍且GPS输出时间对应于机裁系统采样时刻,给出了一种基于模型的预测方法.对于一般情况,采用了时间序列的混沌多项式预测模型,对实测数据进行相空间重构的基础上,选取最优邻近点进行预测.实际飞行试验数据分析结果表明,给出的预测方法是有效的.     

空间科学卫星数据处理框架研究与系统实现

基于我国空间科学战略发展需求,针对我国空间科学先导专项当前在役与未来即将开展的众多卫星任务,对卫星地面段的数据处理框架及关键技术进行研究,提出了一种通用的具有任务级与资源级双层调度引擎的空间科学卫星数据处理技术框架（space science satellite data processing framework, SDPF）,设计实现了自动、高效、实时、标准化的空间科学卫星数据处理系统,使得多卫星任务、多载荷数据源的大规模数据的高度复杂的处理过程得以快速并行完成,在数据处理能力、计算资源规划、应对故障的可靠性、灵活性和可拓展性等方面体现出非常好的应用效果,也可为其他领域相关系统的设计提供参考思路。     

基于UKF的单站无源定位与跟踪双向预测滤波算法

提出了一种新的滤波算法,以加快滤波算法的收敛速度和提高滤波的估计精度。反向预测与更新提高了上一时刻状态估计的精度,减小了当前时刻的状态预测误差。利用更准确的初始条件经过正向预测与更新,能得到当前状态更精确的估计值。计算机仿真结果表明,本算法的滤波性能优于传统的迭代滤波算法,既提高了滤波的估计精度,又加快了算法的收敛速度。     

跟踪与数据中继卫星系统中的码同步技术

本文针对跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)中的码同步问题,着重讨论了定长检测和序贯检测这两种捕获方法。分析了同步系统的捕获性能并给出了平均捕获时间的计算公式。基于理论分析和TDRSS正向链路同步性能的计算结果,序贯检测的捕获性要优于定长检测。     

组合导航系统故障诊断方法设计与实现

提出了一种组合导航系统的故障诊断方法,根据不同导航子系统的特点,采用基于双状态递推器的卡方检验法、似然比检验法以及空间解析几何法分别对SINS/GPS,ADS和SINS/ADS/DME系统进行故障诊断。另外,作者利用VC实现了一套用于进行组合导航的系统故障诊断的方法,并进行了实时的诊断验证实验,其结果表明根据经验、卡方分布表以及误差标准等因素考虑选择的阈值结合相应算法的诊断准确性高,并且抗野值干扰能力强。     

用于组合测姿的Kalman渐消因子自适应估计算法

提出了适用于姿态测量的Kalman滤波渐消因子自适应估计算法,滤波中采用序贯处理的方法计算出每个量测量对应的渐消因子,在位置速度组合导航系统中,只有位置、速度的误差状态是直接可观测的,用序贯滤波处理计算得到的渐消因子对协方差阵中对应于位置和速度误差状态的对角元素进行自适应控制,抑制滤波发散,提高位置、速度和姿态的测量精度。半实物仿真表明,与原来的算法相比,修改后的方法不仅能够提供高精度位置、速度信息,而且还可以提供高精度姿态信息,其中航向误差在0.08°以下,俯仰和横滚误差在0.02°左右。     

核动力装置非能动余热排出系统的数学建模与仿真

非能动余热排出系统是新一代先进反应堆的重要特色,提出一种利用核岛仿真模块模拟蒸汽发生器二次侧非能动余热排出系统的建模方法,构建适用于非能动余热排出系统仿真的热前沿追踪计算模型,改进了垂直传热管内的蒸汽凝结换热模型,研制了仿真程序;利用原理性试验数据对模型与程序进行了验证;对实际装置的非能动余热排出系统的运行特性进行仿真,与核动力装置最佳估算程序RELAP5/MOD3.2的计算结果进行了比较;结果表明:提出的仿真建模方法可行,建立的仿真模型计算精度高,适用于核动力装置非能动余热排出系统的实时仿真.     

捷联式惯导系统静基座快速初始对准方法的研究

初始对准精度直接关系到惯导系统的工作精度，其时间是惯导系统的重要战术技术指标，因此，初地准是惯导系统最重要的关键技术之一，本文提出并设计了把扩张状态观测器用于捷联惯导系统静基座下的初始对准。结果表明，对准过程时间大大缩短，具有精度高，算法简单等特点，是一种应用在实际惯导系统中的理想初始对准方案。