温度变化对摆式陀螺寻北精度的影响

为了分析温度变化对摆式陀螺寻北精度的影响,建立了陀螺悬带随温度变化影响寻北精度的数学模型,在高低温不同条件下进行了仿真实验。首先,根据热膨胀公式得出了悬带扭转系数随温度变化关系,由此建立了零位改正系数受温度变化影响的数学模型。然后,在悬带扭力零位不发生改变的前提下,分跟踪和不跟踪两种情形分析了陀螺寻北精度受到的影响。仿真结果表明,同样的温度变化下,扭力零位和摆动中心的夹角越小,精度受到的影响越小;当温度变化60 ℃、夹角为30′时,精度受到的影响最大可达15″,最小为5.3″。尽量减小扭力零位和摆动中心的夹角能有效地减小温度变化对精度的影响。     

基于倾斜补偿提高多位置捷联寻北精度的研究

在多位置捷联寻北系统中,转台调平误差引起的陀螺敏感轴倾斜会给寻北结果带来较大的系统误差.根据动力调谐陀螺的性能特点,在多位置捷联寻北原理的基础上,分析了地理坐标系和平台坐标系之间的关系,通过坐标系旋转变换,推导出转台倾斜时多位置捷联寻北的数学模型,.提出了采用加速度计进行倾斜误差补偿的方法.仿真结果表明,在转台调平误差小于2'时,通过倾斜数学模型的补偿,倾斜带来的寻北系统误差小于10".该方法能够有效提高寻北系统的测量精度.     

压电陀螺漂移特性的灰色神经网络建模研究

在不同温度和运行时间下,压电陀螺的静态零位漂移和刻度因子变化表现为非线性和多值对应关系,基于时间序列的ARMA模型和直接采用温度单输入的前馈神经网络模型都无法正确描述压电陀螺的这种误差特性。提出一种将温度和时间作为输入,分别同时对应陀螺静态零位和刻度因子输出的三维空间下的单值对应关系,在运用灰色理论对数据进行预处理基础上,采用多输入单输出的RBF神经网络实现了对陀螺漂移特性的描述。仿真实验结果验证了该建模方法的有效性。     

旋转捷联惯导系统精对准技术

针对惯性器件常值偏差对捷联惯导系统导航精度的影响,提出了一种单轴旋转调制方案并建立该系统误差方程,将系统中陀螺常值漂移和加速度计零位误差调制成周期变化的量。通过改变惯导系统误差模型中的捷联矩阵来改善系统的可观测性。利用谱条件数法计算出惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)在静止和旋转状态下捷联系统的可观测度,采用卡尔曼滤波方法实现了旋转捷联系统的精对准。仿真结果表明,IMU旋转状态下的对准方法消除了陀螺常值漂移和加速度计零偏对系统对准精度的影响,大大提高了对准精度。     

基于小波去噪和TLS算法的全姿态寻北

为提高捷联寻北仪在动态干扰下的寻北精度,同时解决寻北过程中需要人工调平而耗时较长的问题,结合全姿态多位置寻北模型,提出采用小波去噪处理陀螺输出信号和总体最小二乘寻北算法的组合滤波方法。针对硬阈值函数和软阈值函数去噪的局限性,使用改进阈值函数处理陀螺噪声,能够更好滤掉动态干扰;根据多位置寻北解算特点,创新性引入总体最小二乘寻北算法,有效补偿了寻北仪的静态误差。仿真数据和实验结果表明,该组合算法能显著提高寻北仪的抗干扰能力,实现全姿态高精度寻北。     

基于光电观测信息的空中机动平台被动跟踪研究

针对强电磁环境下机载雷达测量精度较低的问题,研究提出了一种基于机载光电观测信息的被动跟踪方法,讨论了其目标运动分析问题.利用光电探测设备测量的目标方位角、高低角,结合平台的导航信息,建立了基于最小二乘准则的目标函数,对目标实施了精确定位,并对观测数据中野值的剔除问题进行了分析.通过蒙特.卡洛模拟仿真,试验结果表明:该方法能够较为准确、快速地收敛至真值附近.     

测站位置偏差引起的卫星定向偏差分析

采用导航卫星进行方向测定时,测站位置偏差对方位角精度产生非线性影响。基于此,利用坐标转换及泰勒公式,理论推导了当地坐标系中的位置偏差与定向偏差之间的数学模型,对位置偏差引起的定向偏差进行了分析,之后通过实测数据对数学模型进行了验证。分析结果表明,位置偏差对定向偏差的影响与测站经纬度有关,纬度越高,相同的位置偏差引起的定向偏差越大;当地坐标系中东向位置偏差为影响定向偏差的主要因素,北向位置偏差影响很小,可以忽略;基线高程差也会影响定向的精度。     

采用RELAX算法提高单脉冲三维成像横向分辨率

根据宽带比相单脉冲三雏成像雷达测量目标散射点横向位置原理,分析仿真了散射点问相互干扰对目标散射点横向位置测量的影响.应用RELAX算法直接估计去斜率后正弦信号的幅度和频率参数,提高散射点横向位置测量精度.通过分析及仿真可知,RELAX算法的引入使横向位置测量精度有了较明显改善.     

基于RBF神经网络的井眼方位角误差建模及补偿

对于陀螺钻井测斜技术而言,由于惯性器件本身误差及井下恶劣条件带来的干扰均具有复杂性,误差补偿是影响测量精度的关键因素。在阐述陀螺测斜原理、分析测斜系统可能产生的各种误差的基础上,进行了测斜仪转台实验,并采用神经网络中的径向基函数理论建立了井眼方位角误差模型,将其建模性能指标与双线形插值建模指标进行综合对比,结果表明RBF网络建模时间短、拟合性能好、预测能力强、补偿后方位角误差得到有效抑制、补偿精度高,各项指标均优于双线形插值方法。     

水下平台惯导惯性器件误差高精度估计算法

为满足高精度导航及隐蔽性要求,基于方位旋转技术,给出了针对水下平台惯导系统惯性器件(inertial measurement unit, IMU)误差无阻尼估计算法。首先分析了状态转换对固定指北式平台惯导系统的影响;其次利用Laplace变换,求解了方位旋转式平台惯导系统误差;然后基于舒拉振荡和平台旋转周期,利用间断获得的外测信息建立系统短时速度、位置误差模型并作不确定度评估;最后采用Kalman滤波对惯性器件误差作了事后估计。仿真结果表明,建立的速度、位置误差模型可信度高,算法可准确估计出东、北向陀螺常值漂移以及加速度计零位偏置,有效抑制导航误差发散,提高导航精度。     

重力扰动对惯性导航系统初始对准的影响

随着惯性器件精度的不断提高与高精度导航系统发展的需要,重力扰动成为影响惯性导航系统(inertial navigation system, INS)精度的主要误差源之一。在考虑垂线偏差和重力异常的同时,首先利用解析法推导了重力扰动影响初始对准失准角的误差方程,并将其转化为姿态角误差方程。然后,分析并建立了INS的速度、位置和姿态的误差方程。最后,利用仿真实验验证了重力扰动对INS初始对准的影响。理论分析及仿真实验表明,重力扰动矢量直接影响初始对准姿态角,姿态角误差仅与水平面内的垂线偏差有关,而与重力异常无关。     

弹载双基前视成像雷达解析-迭代定位方法

在弹载寻的制导阶段, 针对传统双基定位方法受限于速度、角度等参数精度的问题, 提出一种最优解析-迭代双基定位方法。该方法首先建立基于图像匹配的弹载双基前视成像定位模型, 并分析推导出定位模型的解析解集, 然后结合惯导参数与初始迭代点的选取准则, 确立最优初始迭代点, 实现快速迭代搜索, 获取接收雷达最优三维坐标, 完成双基雷达的精确定位。在此基础上, 建立运动误差和匹配误差模型, 并通过仿真实验分析其对定位精度的影响。仿真实验验证了在相同实验环境和条件下, 最优解析-迭代定位方法的有效性和准确性。     

基于ZF频率误差修正的GNSS信号捕获算法

在分析微弱信号条件下残余多普勒对全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)信号捕获影响的基础上,提出了基于迫零(zero forcing,ZF)频率误差修正的GNSS信号捕获算法,该算法将ZF的频率修正与快速改进的双块零扩展(fast modified double block zero padding, FMDBZP)算法有机结合,从而获得高精度的频率估计结果,并将修正项实时引入本地环路振荡器,减少了由多普勒频率误差引起的相关功率损失,理论分析和仿真实验表明,在给定仿真条件下,该算法能明显提高捕获性能,捕获灵敏度相对于FMDBZP算法有1.2 dB的性能提升,残余多普勒频率估计的标准差小于2 Hz。     

基于RPPP的无人机自主着舰关键技术研究

在有风浪的复杂海况下，需要自主着舰的无人机与舰船两者相对运动带有极大不确定性，为了提高无人机着舰时相对定位以及控制的精度，确保无人机着舰时的安全性与可靠性，提出一种通过差分对流层误差的相对精密单点定位技术(relative precise point position, RPPP)。该技术仅依靠数据链和载波型卫星定位接收机，消除相同环境下卫星定位相同误差，获得精确相对定位。将比例导引与LQR(linear quadratic regulator)控制器相结合，解决了无人机着舰入射角偏差较大的问题，提高了无人机着舰末段高程方向及入射角度的控制精度。对无人机着舰轨迹进行规划，建立无人机着舰的运动模型，设计无人机着舰横向和纵向的控制律，搭建无人机自主着舰的仿真平台。仿真结果表明，采用上述算法着舰误差控制在0.2 m以下，入射角偏差在10^-3量级，可满足无人机着舰要求。     

0度及其附近仰角的电波折射误差修正方法

为提高雷达测量精度,对大气介质引起的电波折射误差必须进行修正。针对目前高精度雷达越来越多用于低空或超低空探测,使得雷达仰角一般处于0度左右情况,提出了实用于0度及其附近仰角的电波折射修正方法。该方法利用大气折射指数梯度,采用分部积分法解决了常规电波折射修正方法中因公式中分母为0而无法计算,或迭代次数过多而严重影响计算速度等不足,使得其能够实用于工程实际应用。通过与常规方法修正结果比较,证明了该方法的实效性。     

修正钟差的脉冲星方位误差估计算法

为克服时钟钟差对脉冲星方位误差估计的影响,设计了两步卡尔曼滤波(two-stage Kalman filter,TSKF)算法.首先,分析时钟钟差对脉冲星方位误差估计的影响,并通过仿真进行验证.其次,结合脉冲星方位误差估计原理重新推得考虑时钟钟差的状态和观测方程.再次,根据TSKF算法,在估计方位误差的同时解耦估计时钟...     

虚位技术对相控阵导引头探测性能的影响

为了研究相控阵导引头采用虚位技术后对导弹探测制导性能的影响,根据天线单元置相原理,分析了虚位条件下各天线单元的移相规律及波束指向误差产生的原因,建立了天线波束空间传播模型,根据向量空间关系推导了天线方向图数学模型,建立了子阵扫描条件下的子阵方向图表达式及综合因子方向图表达式,分析并说明了存在初始天线波束角情况下子阵扫描对量化副瓣的影响。仿真结果表明,虚位技术会带来波束指向误差,由于子阵扫描,子阵的零点位置与综合因子栅瓣位置基本重合,不会带来过大的量化副瓣电平。     

基于极化单脉冲雷达扩展目标角度估计方法

当单脉冲雷达受到箔条质心干扰时, 将视为波束内存在两个不可分辨的目标, 由于目标和箔条干扰回波混叠耦合, 导致单脉冲测角偏差, 最终致使目标跟踪丢失。对此, 利用宽带单脉冲雷达测角精度高的优点和极化信息, 提出一种基于极化单脉冲雷达的扩展目标角度估计方法。首先,分析宽带单脉冲雷达体制下箔条质心干扰的特点, 给出扩展目标双极化和差信号模型。然后, 根据和、差通道极化回波信号, 通过联立方程组, 估计出目标和箔条干扰的到达角(angle of arrival, AOA), 为后续利用目标角度信息跟踪目标提供条件。最后,通过蒙特卡罗仿真实验分析关键参数对目标角度估计性能的影响, 并与传统单脉冲雷达体制的测角方法进行比较。理论分析和仿真实验表明, 在质心干扰条件下, 宽带单脉冲雷达估计目标AOA的性能要优于传统单脉冲雷达。