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。     

基于船舶的GPS/单陀螺航向融合算法

研究一种应用于船舶的GPS/单陀螺航向融合算法.首先,根据陀螺输出的角速率来估算船舶航向角信息;然后,采用改进的卡尔曼滤波的GPS/单陀螺融合算法,估算出陀螺的航向角估计误差和陀螺的漂移;最后,得出船舶航向角的准确信息.试验结果表明,该融合算法使得航向角实际应用误差控制在±1°之内,其输出值相当平滑,是一种有效的航向角确定算法.     

磁干扰误差补偿算法在舰船及水下航向测量技术中的应用

分析了舰船中电子罗盘所受磁干扰的主要类型,结合转台标定实验,探讨了不同类型磁干扰对电子罗盘地磁场强度分量的影响,利用曲线拟合方法实施地磁场强度误差补偿,解决了恒定磁干扰环境中航向姿态误差较大的问题.静态和动态实验结果表明:磁误差补偿算法可以基本消除恒定磁干扰情况下电子罗盘的地磁场强度测量误差,并得到稳定、可靠的航向姿态精度;补偿后的航向精度为2.00°.     

无航向基准时数字式磁罗盘的自差校正

针对某无人驾驶飞艇中安装罗盘吊舱的工作状态,提出适合于野外作业环境无外部航向基准时数字磁罗盘的自差校正方法.通过分析自差产生的原因以及硬铁和软铁磁力对自差的不同影响,采取了粗校和精校两步走的策略.先用磁力畸变特性进行硬铁校正,再把自差当作小量,分别采用最小二乘法、递推最小二乘法和卡尔曼滤波器进行剩余硬铁磁力和软铁系数的估计.通过HMR3300数字磁罗盘的自差校正实验,表明该方法能提高罗盘在干扰磁力下的测量精度,在载体倾斜小于5°条件下,航向角测量精度由原来的6°提高到1°.     

实船航向运动测量系统程序设计

本文介绍实船航向运动测量系统的程序设计。该系统由TP—803微机和Z—80单板机组成双机系统,软件设计中考虑了模块结构、语言使用、人机对话、双机通讯等问题,该系统已进行海试。     

一种提高电子罗盘航向和姿态测量精度的新方法

摘要： 针对电子罗盘在甚小口径终端（Very Small Aperture Terminal,VSAT）应用中出现的航向和姿态测量精度问题进行了研究.讨论了电子罗盘航向和姿态测量的基本原理,推导了姿态测量误差和航向测量误差的数学模型,分析了滚转角和航向角测量误差随俯仰角增大而增大的原因,提出了一种提高航向和姿态测量精度的新方法.仿真和实测结果表明：新方法能基本消除俯仰角对滚转角测量精度的影响,同时能有效提高航向角测量精度.在转台俯仰角30°情况下,采用新方法修正后的滚转角精度约为0.2°,航向角精度约为0.5°.     

无人机微型姿态航向系统数据处理

针对四旋翼无人机机体尺寸较小、带载荷能力有限的特点,设计基于低成本MEMS器件的微型姿态航向系统,以满足四旋翼无人机在系统控制方面的需求。针对低成本MEMS器件传感器漂移较大,不适用于载体动态姿态测量的应用问题,设计基于梯度下降的四元数姿态补偿算法,用于微型AHRS系统的姿态数据解算,获取较高精度的动态姿态测量数据。实验结果表明,采用基于梯度下降的四元数姿态补偿算法,有效提高了微型AHRS系统的测量精度。     

新型磁航向仪表

本文所介绍的是专门为超短基线水声定位系统研制的一种新型磁航向仪表。 该仪表采用了全电子化的结构。它根据峰值采样原理,通过数值解算,直接获取地磁方位角。 该仪表的设计正样已经用于采用软缆吊垂的M-01系统中,一系列的湖、河、海试验效果良好。有关该仪表的性能测试结果表明:这种非机电式的全电子化新结构,除具有良好的动态性能外,也展示了未来全结构电子集成化的可能性。     

基于ARM处理器的航姿参考系统的设计

基于ARM处理器,以低精度MEMS传感器组件为基础,研究与设计了一种微型MEMS姿态与航向参考系统(AHRS)。首先,基于ARM处理器,针对某型号微小型直升机搭建了姿态与航向系统的系统框架,并根据实际应用,进行了系统的工程化设计。其次,基于状态方程,进行了扩展卡尔曼滤波,提高了系统的精度与可靠性。最后,介绍了系统的软硬件设计。     

Z11型直升机LC-5应急磁罗盘故障分析

本文主要介绍了Z11型直升机LC-5应急磁罗盘的组成、工作原理，针对其出现的故障进行分析并提出解决措施。     

显微图象系统调焦精度的确定与聚焦算法选择

由显微镜光学系统Ｈ１和摄像机光学系统Ｈ２的级联传递函数Ｈ１·Ｈ２定出调焦精度，用同态滤波去除待聚焦图象中的噪声．使用边沿检测法、标准差法、最大熵法实现了对模糊图象快速准确的自动聚焦．     

基于自适应平方根UKF的微机械传感器融合航姿估计

提出一种新的基于自适应平方根UKF的微机械传感器组合姿态测量系统.该系统采用3轴微机械陀螺积分得到姿态角,采用3轴微机械加速度计测量重力矢量得到俯仰角和横滚角,分别校正俯仰漂移和横滚陀螺漂移;采用磁强计得到航向角,并与陀螺积分角度融合校正航向陀螺漂移.跑车实验结果表明,基于自适应平方根UKF算法可实时估计机动加速度干扰,并在融合滤波器中进行补偿,能够有效去除车辆机动加速度干扰,姿态角估计精度在±0.6°以内.     

基于微机电系统洛伦兹平台角速度估计

针对洛伦兹惯性稳定平台对高带宽和高精度角速率需求,提出了基于微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)组合传感器的最优速度估计算法.MEMS组合传感器由陀螺仪和加速度计组成,MEMS陀螺仪由于自身特性在速度估计中提供低频速度信息,而加速度计则提供高频信息.最优估计器通过将低频信号与高频信息融合,采用最优控制与估计算法进行速度解算与估计.实验表明,频率在20 Hz内,运动角度在±60°内,MEMS组合传感器速度拟合周期不超过5％,稳定拟合误差不超过7.5％,可以满足平台稳定偏转控制需求.最优状态估计器能在时域与频域上提供无差、高性能的角速度信号.     

融合MT2503与MEMS传感器的惯性导航定位算法

为提高惯性导航室内定位算法的精度与连续性,提出一种融合MT2503与MEMS传感器的惯性导航定位算法,算法以MT2503芯片作为定位终端,并将加速度计传感器、陀螺仪,磁力计等传感器与其进行融合,通过加速度计传感器解算步长、步幅、步频,通过陀螺仪与磁力计来识别定位终端微动偏移量,最后在初始位置上累加定位终端位移得出定位终端实时位置。实验证实通过零速修正和卡尔曼滤波对误差进行校正,有效的解决了MEMS(micro-electro mechanical system)定位算法中存在的导航解算误差累积问题,提升了MEMS惯性导航室内定位算法的精度。     

基于无先导卡尔曼滤波的RBFN训练算法研究

提出了应用无先导卡尔曼滤波器（UKF）来训练径向基神经网络（RBFN）的新方法。与广义卡尔曼滤波器（EKF）和双重卡尔曼滤波器（DEKF）对函数的一阶近似不同,UKF对非线性函数采用二阶近似展开,而且最重要的一点是不必求取系统的雅克比矩阵,从而大大减小计算量。本文对时间序列预测及分类问题进行了仿真,结果证实了该方法的有效性和快速性。     

卡尔曼滤波在位场分离中的应用

区域场与局部场的分离是区域重力场数据处理的一个重要方面。目前,在分离区域场与局部场中的\"维纳滤波\",是维纳滤波器在信号与干扰不相关条件下的一个特例。而所谓分离区域场与局部场的\"匹配滤波\",是维纳滤波器在信号与干扰同相位条件下的一个特例。关于卡尔曼滤波在应用地球物理领域的应用,目前还只限于地震数据处理中。研究了卡尔曼滤波在位场资料数据处理中的应用。在波数域中提出用卡尔曼滤波的方法进行位场分离。结果表明,效果较好,适应性较强,不受有用信息与干扰信息的相关性及相位是否相同的影响。     

一种船用罗经的设计探讨

本文分析二种指向仪器──磁罗经和陀螺罗经存在的问题和不足。根据磁罗经的指北原理、陀螺罗经高性能的特点和磁感器敏感磁束的特性,提出一种新型指向仪器的设想,并对新型罗经的各种问题进行初步的探讨和研究。     

基于EKF的多MEMS传感器姿态测量系统

姿态信息是飞行控制中最关键的参数之一,因此姿态测量成为飞行控制系统首要解决的问题。利用多M EM S传感器研制了一种微型姿态测量系统。利用三轴M EM S加速度计和三轴M EM S陀螺数据,由方向余弦矩阵的姿态表示形式推导了扩展K a lm an滤波方程,解算出飞行器的俯仰角和横滚角;设计专家系统判断飞行器的运动状态,并根据该状态调整滤波算法中的测量噪声矩阵,使系统可同时满足静态情况和动态情况的使用;利用空速和高度数据对俯仰角进行修正,利用GPS解算航向角。将实验结果与国外最新的商用自动驾驶仪的姿态结果进行了比较,二者在静态情况下非常吻合,在动态情况下基本吻合。