基于超短基线的GPS测姿算法研究

针对超短基线下姿态测量结果稳定性差及可靠性低的问题,提出一种更加可靠稳定的基于超短基线的全球定位系统（global positioning system,GPS）姿态测量算法。构建了扩展卡尔曼滤波（extended Kalman filtering,EKF）模型,并对扩展卡尔曼滤波模型中测量噪声矩阵采用基于卫星高度角模型,得出比较准确的浮点模糊度;联立了载波双差观测方程和伪距双差观测方程,并采用改进模糊度最小二乘去相关平差法（modified least-squares ambiguity decorrelation adjustment algorithm,M-LAMBDA）进行快速模糊度固定解算;利用了滤波法进行姿态解算。实验结果表明,与其他测姿算法相比,该算法可适用于超短基线,能够提高姿态结果的稳定性与可靠性,在基线为20 cm静态环境中,该算法模型航向角的误差方差为0.1左右,航向角的绝对误差为2°左右。在基线为20 cm动态环境中,该算法模型航向角的误差方差为2左右,姿态角的绝对误差为3°左右。     

超短基线（USBL）定位系统误差分析

USBL（超短基线）是一种水下定位技术,目前被普遍应用于海洋石油勘探开发、海洋打捞等海洋生产开发方面,主要用于确定ROV、ads、潜水员、水下其他载体的水下精确位置。在水下定位作业中,USBL水下定位系统到底有那些误差影响其定位精度一直困扰着测量人员。因此本文对对USBL的误差来源进行了分析。     

基于四阵元基站的水下航行器自定位方法

随着智慧海洋理念的普及和人工智能技术的发展,自主水下机器人、水下滑翔机等水下航行器在海洋科学调查、资源勘测和信息获取方面取得了重大进展,为了满足小型低成本水下航行器智能感知、自主作业的实际需求,同时降低其自主定位成本,设计并实现了一种基于海底四阵元基阵的自定位方法．首先,针对水声信道的复杂性,设计了具有时频特征明显、高峰值功率的声学频率梳信号作为传输信号,仿真实验证明该信号具有可靠的稳定性和抗噪性;其次,结合倒置的超短基线定位原理,设计了布放在已知参考点的四阵元基站,各阵元发出相互正交的声频梳信号,水下航行器在基阵声学作用范围内接收各个阵元混叠的声学频率梳信号,利用匹配滤波法对各信号单程飞行时间进行粗测;最后,针对声学频率梳的时域和频域特性,推导了接收信号与飞行时间的关系,利用相关分析法对各信号单程飞行时间进行精测,进而获取航行器与基站坐标轴阵元的测距和测向结果,结合倒置的超短基线定位方法,实现航行器的位置实时解算．水下实验结果表明,本方法复用率高、可操作性强,水下航行器只需携带单个接收信标即可完成定位计算,进一步降低了成本和系统复杂度．同时,也证明了声频梳信号的高可靠性,可在水下航行...     

基于超短基线的双频整周模糊度单历元取整固定算法

针对使用伪距取整固定宽巷整周模糊度效率高,但是宽巷一周取整错误发生频繁,伪距误差较大时还会出现大于一周的取整错误的问题,设计了一种可以弥补宽巷取整错误的整周模糊度固定算法.通过宽巷分离出的L₁浮点解小数探测和修复宽巷一周取整错误,使用RAIM算法排除大于一周的宽巷取整错误,最后使用正确的整周模糊度固定全部整周模糊度,完成高精度定位.使用实际GPS超短基线数据比较该算法与单历元LAMBDA算法的性能.该算法提高了直接使用伪距取整宽巷整周模糊度的固定率.相比单历元LAMBDA算法,本文算法的固定率稍低,但计算效率有明显提升.      

影响GPS定位精度的因素及改进方法

全球定位系统（GPS）是新一代精密卫星定位系统。通过差分GPS定位技术,可以显著地提高定位的精度,但是,GPS进行定位时仍会受到各种因素的影响,本文主要从GPS的定位原理和定位精度对这些影响因素加以讨论。     

自航式声诱饵的艇载短基线阵定位方法研究

针对自航式声诱饵的战术使用特点和潜艇艇型特点,探讨利用艇载式短基线测量阵对其进行定位的方法,并对短基线测量系统的组成功能和阵形进行初步设计。文章还研究短基线测量阵的定位解算方法,并对典型工况下的测向误差分布进行仿真分析。仿真结果表明,系统在5km范围内的测向精度优于1?,能满足自航式声诱饵海上对抗效果的评估需求。     

一种改进的基于正交表的异方差估计方法

线性回归模型中通常假设误差项具有相同的方差,然而在实际应用中,却不能保证这一假设成立,即误差项具有异方差性。这将使得利用普通最小二乘法得到的参数估计不是有效估计,此时无法对模型的参数进行显著性检验,预测精度也会降低,因此,对于异方差模型的处理以及误差项方差的估计是很有意义的。近年来提出的正交表方法给出了误差项协方差阵一个较好的估计。针对这一方法进行了改进,在已有的正交表方法中引入非参数估计,即在异方差形式未知的情况下,先利用正交表扩展模型,再用非参数的方法对各项方差给出估计。模拟结果与实例研究表明,提出的方法对误差项协方差阵的估计比原有的估计方法更加准确。     

多标声学组合定位导航方法

为解决超短基线在远距离处定位导航绝对精度差的问题,提出一种长/超短基线组合声学定位导航方法.运用最小均方误差准则,对长基线和超短基线的定位结果进行信息融合.理论推导和仿真试验均表明:该方法提高了定位导航精度,扩大了作用区域,其性能优于长基线定位导航系统.     

一种大功率超短脉冲激光器的设计

设计了一种新型大功率超短脉冲激光器,将两种传统产生超短脉冲的方法(调Q和锁模)有效的结合起来,并对激光器的各个环节的设计作了说明。为了获得更大的功率采用了电光"腔倒空"直腔调Q法和LDA侧面泵浦,为了获得脉宽更窄的超短脉冲采用了半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模技术。     

基于历史基线长度减小动态基线向量噪声的方法

静态情况下,GNSS载波相位相对定位可以通过对不同历元的三维基线向量按各自的维度滤波,从而减小基线向量噪声.而动态情况下,不同历元的基线向量不一定不变,故无法使用滤波算法.对于动态定向、定姿等应用,基线长度一般是固定的,通过对不同历元间基线长度取均值,平均基线长度的噪声将小于当前历元的基线向量噪声.基于此,本文提出一种基于历史基线长度减小动态基线向量噪声的方法.设计了将历史基线长度和当前历元基线向量进行数据融合的数学模型,推导了模型中的权值矩阵.通过误差传递的关系,得到噪声减小的理论表达式.通过仿真和实测基线数据验证该算法的性能,结果和理论分析一致.该算法实现简单,可在不添加硬件资源的情况下将基线向量噪声减小至80%左右.      

USBL定位精度简易测量方法

阐述了USBL水下定位系统的组成、系统定位原理、安装及方位校正,指出USBL水下定位系统能够为海洋开发和海洋工程建设提供很高的水下定位精度。     

基于声音传感器阵列的空间定位系统

 声源定位技术在视频会议、语音识别、目标定位和助听装置等领域有着重要的应用。声音传感器阵列相比单个声音传感器来说,除了可以提高信噪比外,还能够实现声源的定位和跟踪。本文采用TI MSP430F149单片机为声音传感器阵列空间定位系统的控制核心,选择蜂鸣器为声源,空间坐标系上的各接收器对采集到的声音信号进行放大和滤波处理,单片机控制器根据各接收器处理后的信号,运用基于时延的定位理论形成空间坐标系定位算法,定位声源。     

提高陆地导航仪定位精度的一种新方法

在地面上测量车辆行驶距离的方法有两种:这就是利用里程计或加速度计.里程计测量车轮的转数并输出一系列脉冲,但里程计的刻度系数易受路况的影响,需要不断地进行修正,而加速度计具有短时间内高精度测量的优点.本文主要叙述了里程计与加速度计组合导航的设计原理、公式及数字仿真结果。     

基于视觉测量的工业机器人重复定位精度间接测量方法

为了克服现有工业重复定位精度测量技术成本昂贵、操作流程复杂、工作环境受局限的问题,提出了一种成本低廉、结构简单、操作便捷的工业机器人重复定位精度间接测量方法。方法基于视觉测量技术,借助安装在工业机器人末端执行器上的工业相机,采集固定在机器人工作范围内的高精度棋盘格标定靶图像数据,并利用先进且高效的图像处理算法,实现对重复定位精度数据结果的精确测量。实验测得待测机器人在正常运行速度时的重复定位精度为0.012 71 mm。待测机器人出厂前,制造单位给出的激光跟踪仪测量得到的重复定位误差精度值0.014 mm,两者数值基本接近,证明了提出的基于视觉测量的工业机器人重复定位精度间接测量方法有效可行。     

基于时变AR模型的GPS定位精度研究

定位精度是影响GPS卫星导航系统应用的重要因素之一.对时变参数模型TVAR进行了研究,并将其应用于GPS卫星导航系统的定位精度分析,以达到减小定位误差的目的.该方法针对定位序列的统计特性,利用时间序列分析方法建立预测模型,通过前面一段数据拟合的模型预测后面一段时间的数据趋势.数据实验结果验证了利用时变自回归方法进行GPS数据建模分析的有效性和可行性.     

一种提高射频仿真系统面阵精度的新方法

针对射频仿真系统面阵在低频段(1-2 GHz)的位置精度低,且通过硬件手段较难改进,提出了一种软件校准的方法来进行改善.分析了整体面阵位置的误差特点,根据主要的误差分布特征,建立了网格校正的软件修正模型.通过在每个三元组内用辐射目标喇叭天线的等效相位中心坐标代替其机械位置坐标,可以抵消掉大部分的系统误差.实验结果表明:软件校准的方法使面阵精度误差降至1-3 mrad.     

基于数字电视信号定位的新技术

介绍ATSC数字电视信号结构，描述蹦种跟踪DTV信号技术，并简要说明定位系统的结构．给出了一系列实验结果。该定位技术定位精确，应用经济。     

基于Android智能手机的GNSS定位精度和准度分析

为更准确定位Android终端(GNSS:Global Navigation Satellite System)定位精度,使手机更好地在泛测绘场景应用,选取两个典型测点,通过48 h连续观测并采用GAMIT/GLOBK软件解算获得测点真实坐标.使用两款智能手机采集全球导航卫星系统原始观测数据,进行静态和动态定位精度和准确度对比实验.结果 表明,三星Galaxy S8定位结果普遍优于华为P10;静态后处理,LGO(Leica Geo Office)解算结果好于RTKLIB解算结果;动态实时解,三星Galaxy S8实现固定解且具有较好的准度(优于1dm);华为PI0的结果较差,准度在3.18 ～5.52 m之间,精度在2.67～4.88 m之间,且未实现固定解.     

基于RSSI的室内定位改进算法

【目的】为提高室内环境的定位精度,提出一种改进的基于RSSI(接受信号强度显示)的室内定位算法。【方法】首先根据室内的实际布局情况对场所进行区域分割,然后采用等边三角形布局信标节点,接着用高斯模型对数据进行预处理,最后使用改进的加权三边测量法定位未知节点的最终坐标。【结果】改进的算法具有定位误差小、精度高的特点。【结论】该算法适用于室内精确定位,有利于无线传感器网络的发展。     

基于电流反馈模糊控制算法的光伏模拟器研究

设计与研究了一种基于BUCK直流变换器和电流反馈模糊控制算法的光伏电池阵列模拟器.该模拟器实时采集BUCK变换器输出电压并代入光伏电池工程数学模型,计算出电池电流作为模糊控制器的输入参考电流.该参考电流与BUCK变换器输出电流的差值及差值变化量作为模糊控制器的2个输入.模糊控制器通过模糊算法计算BUCK功率开关的导通占空比,使BUCK变换器的输出电压和电流准确对应于光伏电池V-I特性曲线的期望工作点,实现光伏特性模拟.模糊控制器使用三角形模糊隶属度函数,输入与输出变量的论域规范为[-3,3],模糊规则49条.Matlab/Simulink仿真模型与试验系统的实验结果表明,模糊控制模拟器不仅能准确模拟光伏电池的静态输出特性,还能快速跟踪工作点变化或外部环境变化的光伏电池特性,超调量小于3.5%,稳态误差小于3.6%,纹波系数小于3%,跟踪时间约为0.3s,能够为光伏发电系统的研究与开发提供优良的光伏阵列实验设备.