改进最小二乘算法在天文定位中的应用

运用数字天顶仪进行天文定位时，需采用最小二乘算法建立电荷耦合元件图像坐标系和天球切平面坐标系之间的映射关系。针对最小二乘算法只考虑了观测量中的误差，没有顾及系数矩阵中的误差和数据中可能存在的粗大误差问题，为了提高数字天顶仪进行天文定位时的解算精度，将最小二乘算法与总体最小二乘算法进行有效结合构成了混合最小二乘算法，该算法能够同时顾及坐标转换中系数矩阵和观测量中的误差。为了消除识别恒星数据中可能存在的粗大误差对天文解算的影响，对所提算法进行了稳健加权，并结合星等设置合理的权阵。数据分析的结果证明，稳健加权混合最小二乘算法在进行天文解算时具有较高的精度。     

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。     

基于数字化天顶摄影仪的星图识别方法改进

针对数字化天顶摄影仪的传统星图识别方法存在未考虑精调平状态下的小倾角,数据拟合模型参数解算不准确导致出现识别结果不准确的问题,对传统星图识别方法进行了改进。首先依据数字化天顶摄影仪的成像原理,构建了八参数数据拟合模型,消除了实际拍摄过程中小倾角带来的影响,提高了数据拟合的准确性;其次引入稳健估计原理,采用稳健加权总体最小二乘法解算模型的参数,抑制粗大误差对参数解的影响,更加彻底地剔除了粗差星。实验结果表明：采用改进后的星图识别方法可有提高星图识别的准确性,使数字化天顶摄影仪的定位精度提高了约3.3m。