室内行人航向修正算法研究

室内环境下的行人导航问题是当前导航领域的研究难点与热点,基于足绑式MEMS是行人导航的主要形式之一。针对目前行人导航航向发散的问题,同时避免磁力计引入外部误差,在零速更新（ZUPT）的基础上,研究了磁角速率更新（MARU）的航向修正算法,假定行人处于零速区间时磁场是恒定的,当惯性传感器转动时,磁力计的三维矢量也会相应变化,利用磁场的变化信息作为零速时刻陀螺仪输出角速率的观测值,并通过扩展卡尔曼滤波（EKF）对角速度误差进行补偿,从而限制航向角的漂移。实验结果表明,该算法航向跟踪性强,对航向修正有一定的有效性,其终点定位误差占总路径的0.55%,达到了良好的定位精度。     

基于微机电系统的室内行人航向修正算法

室内环境下的行人导航问题是当前导航领域的研究难点与热点。足绑式微机电系统(MEMS)是行人导航的主要形式之一。针对目前行人导航航向发散的问题,同时避免磁力计引入外部误差,在零速更新(ZUPT)的基础上,研究了磁角速率更新(MARU)的航向修正算法。假定行人处于零速区间时磁场是恒定的,当惯性传感器转动时,磁力计的三维矢量也会相应变化。利用磁场的变化信息作为零速时刻陀螺仪输出角速率的观测值;并通过扩展卡尔曼滤波(EKF)对角速度误差进行补偿,从而限制航向角的漂移。实验结果表明,该算法航向跟踪性强,对航向修正有一定的有效性,其终点定位误差占总路径的0.55%,达到了良好的定位精度。     

基于极大似然估计法的磁力计误差补偿算法

针对现有三轴磁力计误差补偿速度慢、需要外部辅助设备、磁力计和惯性传感器组合存在多传感器轴位敏感重合误差问题,提出了一种基于极大似然估计法(maximum likelihood estimation,MLE)的快速有效的磁力计误差补偿算法.根据传感器组合系统中误差来源建立测量误差模型,建立高斯分布的极大似然参数估计模型,用牛顿最优法解算出误差补偿参数,并给出求解理想初始值的算法.仿真数据显示,补偿后的磁力计航向角解算精度达到0.81°,相比补偿前精度提高94.9％.实验结果表明,该算法可简单快速的实现误差补偿,多传感器轴位敏感重合误差得到校准.     

水面舰船航迹测量显示方法

对航迹进行高精度测量和显示是水面舰船抗冲击试验中的重要内容.结合任务需求合理规划航路,利用DGPS和双天线测量系统完成舰船的航向航速和大地坐标精确测量,采用图像和数据综合显示,为试验指挥和结果评定提供依据,满足了任务需求.     

低成本小口径动中通天线航姿参考系统设计

低成本小口径动中通天线普遍使用由MEMS器件构成的航姿参考系统测量由于载体运动对天线造成的角运动干扰。针对MEMS器件精度差,无法完成寻北以及漂移速度快的缺点,引入三轴磁力计信息,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波的航姿参考算法,并以高精度惯导作为基准,通过摇摆试验验证了算法的精度。     

一种基于位置修正和卡尔曼滤波的姿态角推算算法

在动态载体如汽车、船舶或静态载体如桥梁,房屋的姿态推算中,使用全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)进行载体测向比起使用惯性传感器成本较低,且随时间不会累积误差。针对在多天线基线解算时存在的接收机时钟不同步造成基线解算精度下降,以及载体运动过程中多径和周跳等造成的误差问题,本文提出了一种基于参考天线位置修正的扩展卡尔曼滤波(extended kalman filter,EKF)算法,根据载体移动速度和接收机之间的时钟差对每一历元载体参考天线位置矫正,提高基线解算的精度,从而提高姿态角精度。基线解算采用实时动态定位技术(real time kinematic,RTK),根据接收机给出的载波相位观测量,在参考天线和其他天线之间做双差建立观测方程,求解出基线向量。将得到的多组基线向量利用最小二乘法求解出姿态角。根据实际测试表明,该方法在基线长度不超过1.5米的情况下,静态航向角和俯仰角精度达到0.2°,低动态情况下航向角精度达到0.2°,俯仰角精度达到0.3°。     

基于STM32的无人艇自主导航控制系统的设计

针对无人艇远程操控和自主导航问题,设计了基于STM32的无人艇自主导航控制系统.船载系统以STM32微控制器为核心控制单元,采用互补滤波算法完成了无人艇陀螺仪角速度数据、加速度数据和磁力计数据的解算,并通过串级PID算法对航向角进行闭环控制,最后通过LABVIEW软件平台设计开发出地面站控制系统,实现了对无人艇的远程操控和自主导航功能.     

一种便携站天线伺服系统设计

介绍一种便携站天线伺服系统,利用一体化设计理念使得伺服系统体积小、重量轻。同时辅助以多项软件算法如角度标校、航向校正,使得对星过程简单、高效。便携站天线可单人背负,应用于抗震救灾、应急通信等方面具有较大优势。     

基于粒子滤波的姿态测量动态系统设计

利用GPS载波信号来确定载体的姿态是一种新的应用,介绍了一种利用粒子滤波和OpenGL的双天线GPS测姿系统,该系统具有结构简单、精度高、实时性强等特点。在测量航向和姿态的同时,也可以进行测速和定位,仿真表明使用粒子滤波的OpenGL动态显示系统不仅能够实时显示被测目标的姿态,还能得到相比直接法更为精确的测姿结果。     

基于船载卫通站的双天线跟踪自动切换技术

为解决船载卫通站双天线跟踪同一目标卫星时,双天线切换影响卫星通信质量的问题,提出了一种船载卫通双天线跟踪自动切换方法。根据左、右双天线处于遮挡区时的方位甲板角和俯仰甲板角,以及跟踪锁定同一目标卫星时接收到的信号质量,实现双天线跟踪时的自动切换。该方法已经成功应用在多种船载卫通双天线,实践表明,该方法很好地实现了双天线的快速自动切换,保证了卫星通信的稳定连续。     

各向异性磁阻传感器灵敏度在线辨识技术

提出了一种基于灵敏度在线辨识技术的灵敏度变化补偿方法,使用北京科技大学研制的各向异性磁阻传感器BKMC-21进行了实验研究.结果表明:未采用灵敏度变化补偿技术的磁场测量输出结果在磁力计通电后发生剧烈变化;磁力计输出需30min才能趋于稳定,在此期间灵敏度变化超过20%.采用灵敏度变化补偿技术的磁场测量输出结果在磁力计通电后保持平稳,磁力计输出在整个过程中灵敏度变化不超过2%.由以上实验结果可以看出,本文所提出的基于各向异性磁阻传感器灵敏度在线辨识技术的磁力计灵敏度补偿方法能有效地解决磁力计灵敏度变化问题.     

基于圆柱体基线的测向误差分析

推导圆柱体基线下的测向误差表达式,并根据误差公式提出快速比较航向角和俯仰角误差的简便方法。根据测向误差公式仿真分析天线位置对测向误差的影响,并且验证快速比较误差方法的有效性。研究结果表明:天线投影面积与误差呈反比,圆柱体基线的测角精度比平面基线的更优。     

电力电缆漏电引起DC-LOOP告警维修一例

进出航向台电力电缆受损,雨天时候,电力电缆漏电,交流信号通过天线基础窜入到DL655,引起DL655板做出误告警。本文对DL655、D1042以及排除故障做分析。     

仪表着陆系统监控网络的原理及调整

该文从仪表着陆系统的重要性出发,简单介绍了仪表着陆系统的工作原理。利用空间信号矢量合成及镜像天线原理,对航向、下滑信标台的监控网络进行了分析,阐述了航向、下滑监控网络信号合成的幅度及相位关系,揭示了航向、下滑信标监控网络的理论要求。其后,介绍了Normarc公司7000B系列设备监控网络的实现方法,以及在这种实现方式下监控网络的调试方法及步骤。该文对仪表着陆系统监控系统的调试、维护及维修提供有价值的理论依据,同时为后续对航向、下滑信标的进一步研究提供参考。     

同相馈电双正交振子的圆极化实现

为了实现双正交振子的圆极化,正交同相馈电双振子天线的研究为设计圆极化的天线提供了依据,使振子天线在通信领域中得到更广泛的应用。通过对同相馈电双正交振子结构的理论分析,研究了同相馈电双正交振子天线实现圆极化的基本原理,得出振子的长度与半径和轴比之间的关系,继而实现了双正交振子天线的圆极化。利用HFSS软件进行仿真以验证矩量法计算结果的正确性。结果显示,通过改变振子的长度和半径,可以改善天线的轴比,实现天线的圆极化。     

基于多台GPS接收机的三维姿态确定与精度分析

根据一个模拟动态定位实例,采用多台GPS接收机动态定位,得到单历元定位结果,然后采用不同的天线组合解算姿态.结果显示,对于约5 m长宽的基线组合,获得的航向角精度约为0.05°,横滚角和纵摇角的精度约为0.2°;对于约10 m长宽的基线组合,航向角精度约为0.03°,横滚角和纵摇角的精度约为0.11°.可知,姿态角的精度与纵横向的基线长度有关.当基线长度相同时,航向角的精度高于横滚角和纵滚角.其中,航向角和纵滚角的精度主要与航向长度有关,而横滚角则与横向长度有关.基线越长,对应的姿态角的精度越高.     

低成本MEMS磁力计校正方法研究

基于MIMU(magnetic and inertial measurement unit)的人体动作捕捉技术,每个测量单元在使用前,均需要对其磁力计进行校正.然而,一套人体动作捕捉系统具有7至十几个MIMU,因此缩短MIMU中磁力计校正的总时间是亟需解决的关键问题.磁力计校正可采用的旋转形式主要有两种,分别为八字旋转的校正方法和绕着各单轴旋转的校正方法.为了节省磁力计的校正时间并保证磁力计的校正精度,提出了一种优化的校正方法.即采用最小二乘法的椭球拟合方法,根据求得的椭球模型原点和半径均方根误差,确定最佳的旋转形式和旋转次数,以较快、较准确地校正磁力计.实验结果表明,绕各单轴各旋转1次的校正方法效果最佳.     

碱金属激光器在SERF原子磁力计泵浦领域的应用前景

 碱金属激光器的输出波长无需稳频即可实现中心波长与碱金属原子D₁线波长的匹配,在无自旋交换弛豫（SERF）原子磁力计泵浦领域具有较为广阔的应用前景。综述了SERF磁力计泵浦源和碱金属激光器的发展现状,分析了SERF磁力计对泵浦源的需求,讨论了碱金属激光器用于SERF磁力计泵浦源的潜力及面临的问题。     

移动卫星通信低成本多传感器融合姿态估计方法

针对低成本移动卫星通信终端的天线姿态估计问题,提出了一种基于自适应滤波的低成本多传感器融合姿态估计方法.该方法通过融合微机械陀螺信息和加速度计重力场测量信息来得到精确的水平姿态角估计;通过融合单基线GPS高精度的航向角测量与陀螺信息保证航向角精度.在单基线GPS失锁的情况下,利用机动加速度观测对融合滤波器进行自适应控制,与标准平方根无迹卡尔曼滤波器相比,有效地克服了机动加速度影响.实验结果表明:所提出的低成本姿态估计方法在单基线GPS锁定或短时间失锁情况下,能够满足宽带移动卫星通信天线波束对准精度要求,三维姿态角误差均小于0.5°.     

一种新型的双(垂直)半波振子天线及其应用

研究了一种新型的双(垂直)半波振子天线,给出了该天线的基本结构和主要优点.利用三维电磁场仿真软件Ansoft HFSS对该天线进行了仿真和分析,并对所研制天线进行了性能测试.测试结果表明,双(垂直)半波振子天线是一种具有良好性能,较高性价比的天线.对该天线在便携式树丛探测雷达和大型探空地面雷达中的应用进行了初步探讨.