SINS/北斗/星敏感器组合导航系统研究

将北斗卫星导航系统和星敏感器共同运用到组合导航中,以无反馈模式的联邦滤波器为基础,构建了SINS/北斗/星敏感器组合导航系统.根据北斗和星敏感器的特点,分析了系统产生量测延时和异步的原因,并对系统的量测延时和异步问题提出了解决方案.仿真表明,该组合导航系统具有较高的精度和容错性能.为北斗定位系统在国防上的应用提供了一条新思路.     

基于正交试验的GNSS应用方法

在全球卫星导航系统(global navigation satellite system, GNSS)中,随着四大卫星导航系统的发展与完善,GNSS应用步入了多系统组合的新时代.为此,研究了GNSS多系统组合定位问题,运用正交试验法对GNSS多系统组合应用进行试验和设计,即3个因素不同水平的正交试验.试验中以位置误差均方根和PDOP平均值为GNSS定位精度的评价指标,选取组合的系统、频率、高度截止角3个因素,每个因素有不同的水平,因此选用合适的混合水平正交表.最后选用合适的接收机进行试验,根据试验结果运用综合平衡法得出在特定地区特定环境下GNSS多系统组合的最优应用方案.试验表明,采用该方法解决GNSS多系统的优化组合问题是切实可行的,数据计算和结果分析更加简便客观.     

地面散射计测量精度分析

本文对可能引起地面散射计测量精度的各种因素进行了分析.指出下列雷达参数对保证测量精度是很重要的:发射机功率、接收机增益、工作波长、天线波束形状及其指向角、天线波束旁瓣电平和发射信号调频非线性.本文提出了确定调频非线性所引起的误差的方法.     

基于偏振光/DVL/SINS的水下机器人自主导航方法

针对未知海域中水下机器人难以实现自主导航的问题,提出了一种基于偏振光/多普勒测速/SINS组合的自主导航方法。依据水下偏振光相机测向原理建立了偏振光/SINS姿态组合系统,依据多普勒测速原理建立了多普勒/SINS速度组合系统,并基于联邦Kalman滤波器实现了组合导航系统的信息融合。通过仿真实验验证,本文提出的组合导航方法相比于现有组合方法具有更好的定位精度和容错能力,能够满足水下机器人进行无源自主导航时的精度和可靠性的要求。     

GPS/SST/SINS组合导航系统研究

提出了卫星/捷联星光/捷联惯导组合导航系统的方案和组合结构,采用改进的集中滤波对多传感器信息进行数据融合和导航状态的最优估计.该组合导航系统将捷联星光跟踪仪的姿态信息、高动态GPS的位置、速度信息与捷联惯导进行组合滤波,全面提高导航的姿态、速度和位置精度.同时该组合导航系统以弹道导弹为应用对象,设计并实现了基于弹道导弹的GPS/SST/SINS组合导航系统实时仿真平台,仿真结果表明该组合导航系统能提高导弹的导航精度,滤波算法稳定可靠.     

智能电表微功率无线通信模块天线方向性

将具有方向性的天线按照合理角度安装,在相同条件下能提高智能电表无线信号接收功率.设计并研制了适合智能电表微功率无线通信模块的230 MHz法向模螺旋弹簧天线,研究了天线的方向性系数,针对天线和智能电表实际安装场景,改进了天线在微功率无线通信模块中的安装角度.软件仿真和实际测量结果显示,改进天线安装角度后的微功率无线通信模块,在相同测试环境下接收到的无线信号功率较改进前平均增加2.4 d Bm.在相同传输环境、相同信号编码调制方式下,提高了接收信号的信噪比,进而提高了智能电表和集中器之间的通信质量.     

基于OpenCV的摄像机标定算法的设计与实现

本文针对基于视觉导航的无人驾驶汽车导航系统,提出一种基于OpenCV的传统摄像机标定方法实现摄像机标定算法.最后,通过测量标定板的顶点坐标来验证导航系统标定算法的精确度.实验结果表明,采用该标定算法测量系统的定位精度高,而且具有实用、简便、快速等优点.     

卫星导航系统与气压高度计的信息处理与融合

提出一种卫星导航系统与气压高度计的高度数据融合算法. 利用ARIMA(autoregressive integrated moving average)模型信号降噪技术对卫星导航系统和气压高度计的高度信号进行降噪处理. 建立高度测量系统的状态方程和量测方程,并结合卡尔曼滤波对高度数据进行第1 次融合,再利用递推加权最小二乘法对高度数据进行第2 次融合,得到精度更高的飞行高度信息. 实测数据分析结果表明：该算法所获得的高度信息与气压高度计、卫星导航系统相比,标准差降低一半以上,有效地提高了测量精度,可满足飞行器对高度测量信息的要求.     

稀疏阵列MIMO雷达高精度收发角度联合估计

提出一种基于孔径扩展的稀疏阵列MIMO雷达高精度收发角度估计算法. 采用收、发阵列均为稀疏线性分布式子阵的双基地MIMO雷达系统,通过非均匀阵列设计,利用Khatri-Rao乘积运算实现收发阵列中阵元间短基线和子阵间长基线的同时虚拟扩展. 对接收数据进行降冗余和数据平滑处理,利用双尺度酉ESPRIT算法解周期性模糊,得到无模糊的高精度收发角度估计. 与传统算法相比,所提出的算法在不增加天线数目和硬件复杂度的情况下可有效扩展MIMO雷达的阵列孔径,在实现多目标收发角度联合估计的同时获得更高的参数估计性能. 仿真结果验证了阵列虚拟扩展和算法方位估计的有效性.     

室内可见光通信多阵元发射天线优化设计

基于一种新的白光LED发光模型,对室内可见光通信系统多白光LED阵元发射天线进行了优化设计. 分析了多阵元发射天线的阵元分布、阵元光轴极角、阵元层间距、阵元数目等参数对室内光功率分布的影响,给出了设计参数的优化选择方法和原则. 并通过控制发射光功率的方法,实现了光功率分布为平顶形的多阵元天线设计.通过仿真和实验研究验证了所提出的优化设计方法.     

国产北斗设备研发助力珠峰登顶测量

<正>据悉,2020珠峰高程测量登山队于北京时间5月27日11:00成功登上珠穆朗玛峰峰顶,圆满完成了峰顶测量任务。这是我国继1975年和2005年两次权威珠峰高程测量之后,第三次对珠峰开展权威的高程测量。与前两次珠峰高程测量相比,此次珠峰高程测量全面推动国产仪器装备应用,国产仪器设备担当主打,尤其北斗卫星导航系统贯穿2020高程测量全过程,国产北斗卫星接收机登顶珠峰,有力地证明了我国卫星导航技术的自主创新能力和国产导航装备性能水平。我国于20世纪开始探索卫星导航系统发展道路,最终立足国情提出了国际首创混合星座设计的北斗系统。     

一种新的天线空域极化特性远场测量法

提出一种天线空域极化特性的外场测量方法. 该方法引入金属球和二面角两种定标体作为雷达目标进行观测, 建立雷达天线波束扫掠目标的回波信号模型. 推导了天线空域极化特性的测量方程,通过对回波电压样本的处理和求解 获得天线的极化特性,并给出了完整的解析表达式和可用于工程实际的测量步骤. 实测数据和仿真实验表明,该方法能 有效降低设备量和测量成本,提高雷达远场预报的逼真度.     

带有寄生螺旋线的变升角轴向模螺旋天线

为了改善轴向模螺旋天线的辐射特性,把变升角和加绕寄生螺旋线两种方法结合起来,设计了一种带有附加螺旋线的变升角螺旋天线. 用FEKO软件对其辐射特性进行仿真,得到天线的方向图、增益和轴比等辐射特性. 结果表明,这种方法提高了天线的方向性系数,在较宽的频率范围内具有较好的圆极化特性,是改善轴向模螺旋天线辐射特性的一种简单且有效的办法.     

双站交会测量精度分析与布站选择

本文以交会测量中的最短距离法为基础,结合误差传递定律,得出目标空间位置的测量误差公式。其间分析了两种主要的误差源——位置标定误差和角度测量误差,在目标相对基线的距离、基线长度、目标相对基线位置变化时对测量误差的影响程度;通过对交会角度与测量误差的仿真分析,提出了最小误差球及最小误差圆的概念;最后,针对双站测量时的布站,提出了一些参考性的布站原则。研究结果对双站交会测量有重要的参考价值。     

GPS技术在公路测量中的应用

一、GPS技术1.GPS技术。全球定位系统GPS是美国研制的卫星导航系统,具有全球性和连续性的特点,可完成实时性导航定位和定时功能,能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间等数据。单点导航定位和相对测地定位是GPS应用的2个重要方面,对常规测量而言相对测地定位是主要的应用方式。相对测地定位是利用L1和L2载波相位观测值实现高精度地测量,其原理是采用载波相位测量局域差分法,通过2次差分解算出待定基线的长度。2.作业模式分类。     

极化方式微波天线在特殊环境下的安装调试

<正>微波天线在应急通信车上及其他特殊场景下的安装方式不同于传统安装方式,所以需要特别注意天线的极化方式。本文,笔者对极化方式微波天线在特殊环境下的安装调试作了探讨。     

异质双9轴MEMS惯性传感器数据互补-加权迭代融合算法

在MEMS惯性传感器导航研究中,传统的MEMS捷联式惯性导航系统仅利用单多轴MEMS惯性传感器对移动目标进行导航定位,其测量值和噪声特性易受环境影响,此外加速度误差、陀螺仪漂移、平台框架角误差、平台安装误差等因素也严重影响传感器性能. 为此,从异质非单多轴MEMS惯性传感器互补融合角度出发,用异质双9轴MEMS惯性传感器采集移动目标原始信息,并提出互补-加权迭代融合算法. 首先对异质双9轴MEMS惯性传感器测得的原始数据进行预处理,基于卡尔曼滤波用最小方差估计法求解观测值. 通过估值方差和革新方程形成权值更新模型,实现异质双9轴MEMS惯性传感器数据的互补融合. 实验表明,相较传统单9轴MEMS惯性传感器导航,该算法可提高导航精度50%以上.     

机械回转体轴角位移精密测量研究

应用大齿圈和消间隙小齿轮组成的传动机构,配合现代高精度光电测角传感器——多圈绝对式光电轴角编码器,采用间接测量法实现了机械回转体方位角的自动精密测量,有效解决了回转机构因无法直接安装传感器而带来的测量难题。该机构具有结构简单,稳定性好,测量精度高,能实现动态测量的优点,与计算机联用可实现自动检测与实时控制。实验证明,回转角测量标准偏差σ<16″。     

机器视觉辅助的无人机空中加油相对导航

为准确获取无人机空中加油对接阶段的相对位姿信息,提出了一种机器视觉辅助的INS/GPS/MV 组合导航方案,研究了机器视觉图像的特征点提取与匹配算法. 引入相对惯导误差,建立了全局滤波器的增广状态方程,并根据杆臂矢量推导了GPS和机器视觉量测方程. 设计了基于联邦滤波器结构的全局多速率扩展卡尔曼滤波算法,以融合多速率传感器信息,并与标准EKF算法进行对比. 仿真结果表明,所提出的算法能有效融合惯导、GPS和机器视觉的测量信息,使导航参数的精度和输出带宽均满足导航系统的设计要求,有利于改善无人机的飞行品质,放宽对飞控系统的性能要求.     

极化方式微波天线在特殊环境下的安装调试

微波天线在应急通信车上及其他特殊场景下的安装方式不同于传统安装方式,所以需要特别注意天线的极化方式.本文,笔者对极化方式微波天线在特殊环境下的安装调试作了探讨.