基于ARINC661的DF文件验证平台

针对DF文件的高效验证需求,对陆空兼容的DF文件验证平台进行设计。通过对静态预检测、窗体部件的激励代理、激励实时响应和动态渲染置顶技术进行研究,并对平台进行测试验证。实际运行结果表明:该平台能提高DF文件的验证效率,为各类装备系统显示模块的开发与验证提供便利。

基于GM(1，1)改进模型的建筑物沉降预测

针对现代高层建筑进行沉降观测,对其未来的变形趋势进行准确地预测具有重要的意义。针对传统灰色GM(1,1)模型存在的模型精度不高的问题,本文提出了一种同时优化背景值和初始条件的GM(1,1)改进模型,并将其应用于对建筑物的沉降变形进行定量分析与即时预报。通过与原始模型和其他模型的对比分析可以发现,本文所研究的改进模型在精度上有了显著的提高,更加适用于基础沉降的预测,具有很好的工程应用价值。

分步北斗三频部分模糊度解算方法

针对动态环境下半周模糊度导致全集模糊度难以固定的问题,提出了一种分步北斗三频部分模糊度解算方法。该方法首先基于半周模糊度特性,设计了一种连续观测历元部分模糊度解算(COE-PAR)方法,初步筛选出质量较优的模糊度子集,减少了后续部分模糊度解算的计算量。进一步设计了一种逐级部分模糊度解算(CPAR)方法,通过多种基于观测质量的模糊度筛选方法对超宽巷、宽巷和窄巷模糊度进行逐级部分固定,获得了不含半周模糊度的部分模糊度固定解。最后通过动态车载实验验证了方法的有效性。实验结果表明,分步北斗三频部分模糊度解算方法可有效提高动对动相对定位的模糊度固定率。城市动态环境下,与传统全集模糊度解算方法相比,Ratio检验后的模糊度固定率从91%提高至100%,相对定位误差降低了18%~79%;同时,COE-PAR方法减少了CPAR方法中模糊度剔除时最小二乘模糊度降相关平差(LAMBDA)算法约55%的执行次数。

基于自适应滤波的车载DR系统研究

GPS/ DR组合系统是一种低成本、高可靠性的车载导航设备 ,DR(Dead reckoning)是其最重要的组成部分。文中分析研究了 DR自适应卡尔曼滤波模型及其滤波算法 ,设计了基于自适应滤波的车载 DR系统 ,描述了系统的结构。实际跑车结果表明 ,采用机动加速度均值和方差的自适应滤波算法 ,可以大大提高系统的动态跟踪能力 ,特别是在车辆做大机动行驶时 。

GPS多天线数据采集与控制系统

针对常规 GPS应用中成本较高的问题 ,文中研究了 GPS多天线数据采集与控制系统 ,实现了一机对多点的监测。实验和实际应用表明 ,该系统对 GPS信号的衰减、GPS测量精度几乎没有影响。该技术使得 GPS监测局部区域人工和自然结构形变 (如大坝、建筑等 )的监测费用大大降低 ,具有重要的实用价值。

抗尺度变换的矢量地图匹配导航方法

相比于景象匹配导航,矢量地图匹配导航具有无损变换、空间效率和时间效率高等优势。针对矢量地图匹配导航过程中实时图与基准图尺度不一致的情况,提出了一种抗尺度变换的位姿解算算法,并将其应用到矢量地图匹配导航系统中。该算法将尺度因子作为未知参数,与位姿参数一起进行估计,从而避免了尺度差异造成的位姿解算误差较大的问题。仿真结果表明,抗尺度变换的位姿解算算法用于小尺度变换下的矢量地图匹配时,经度标准差和纬度标准差均小于0.06″,航向角标准差小于0.06°。

多视图场景确定下的空间点位置视觉标定方法

针对空间特征点三维位置标定问题,提出一种多视图场景确定下的空间点位置视觉标定方法。该方法基于计算机视觉原理,通过在场景内放置棋盘模板确定图像场景位姿参数,而后根据多视图图像下的空间点图像坐标和场景位姿参数求解空间点三维位置坐标。试验结果表明,该方法下的空间点标记位置与真实位置间的距离误差小于1mm,适用于高精度要求下的特征点位置标定。

多星座组合导航自适应联合卡尔曼滤波算法研究

针对多星座卫星组合导航,提出了一种自适应联合卡尔曼滤波算法,采用描述机动载体运动的"当前"统计模型,直接从各卫星导航系统接收机输出的定位信息入手,将各种误差因素的影响等效为一个总误差,建立一种动态定位的自适应卡尔曼滤波模型。为了进一步提高滤波器的动态性能,通过引入调整系数、加权因子和自适应调节量对自适应滤波算法进行了改进,并分别对GPS、GLONASS和GALILEO系统设计了自适应子滤波器,然后采用联合滤波算法对各个子滤波器进行数据融合处理,最后对GPS/GLONASS/GALILEO组合导航系统进行了仿真验证,结果表明,该算法增强了滤波器的跟踪能力,改善了滤波效果,提高了定位精度。

微小型导航系统中高精度导航计算机设计

通过分析微小型组合导航系统中导航计算机的功能要求,确定了导航计算机的硬件设计指标。提出以高性能浮点型TMS320C6713数字信号处理器(DSP)为核心处理器芯片,设计了高速18位差分A/D转换电路、16位D/A转换电路等多种接口电路,运用现场可编程逻辑技术有效地降低了系统设计复杂度。设计并实现了可靠的程序实现流程,使捷联惯性航姿系统脱离通用计算机平台。实验证明:基于DSP的组合导航系统的精度和实时性能够达到设计要求,并且,便携、价廉,对导航系统在微小型领域的广泛使用具有实际意义。

车载导航系统中航向信息融合技术研究

为了提高运动载体航向测量的精度,针对角速率陀螺误差随时间积累和磁罗盘易受外界磁干扰的问题,设计了磁罗盘、角速率陀螺和GPS航向信息融合方案。文中分析了磁罗盘、角速率陀螺和GPS的误差特性,进行了误差建模,构建了综合滤波模型,然后根据GPS可能出现的信息失落、遮挡等问题,采用一种能够检测磁罗盘低频磁干扰,并对干扰误差进行剔除的前置检测环节(PDL)。通过仿真实验可知,本文研究的信息融合算法不仅能够有效地抑制磁罗盘高频磁干扰以及角速率陀螺的积累误差,同时也可很好地抑制磁罗盘的低频干扰误差,可以给运动载体提供较高精度的航向信息,且在GPS信号质量不好的情况下,基于PDL的补偿滤波可作为一种辅助方案,保证载体在较长时间内保持较高精度的航向。

坐标矩阵奇异值分解下的视觉导航点对应关系计算方法

为解决视觉导航中空间点与图像点之间的映射问题,提出一种坐标矩阵奇异值分解下的点对应关系计算方法。首先,针对一般几何分布下的空间点配置情况。然后,建立了视觉导航点对应关系计算模型,以矩阵奇异值分解为工具,推导了特征点集坐标矩阵等式,构建了与旋转、尺度以及平移无关的不变特征,并计算特征点对应关系。所提出的方法避免了传统方法中特征点对应关系的指数级搜索或者在搜索特征点对应关系时需要人工设计较为复杂的匹配策略。试验结果表明,所提出的方法能够在极少次数搜索下准确获得点对应关系。

多波束勘测中航向姿态系统研究

由于风、水流等因素的影响 ,使得用多波束测得的水深及水下地形存在误差 ,为此需要进行船姿补偿。文中介绍了利用 GPS进行姿态求解的方法 ,阐述了利用 GPS姿态、位置以及速度作为观测量进行 GPS/ SINS全状态组合的原理 ,叙述了基于 MEMS IMU的 GPS/ SINS组合系统的工程实现。实验结果表明 ,GPS/ SINS全状态组合能够提供较高精度的船体航偏角、横摇角、纵摇角以及位置、速度信息 。

机载SAR运动补偿传感器研究

提出一种不依赖于机载主惯导的运动传感器方案———基于GNSS/SINS的组合运动信息系统。即在SAR成像期间输出以纯惯性为主的信息以保证较高的相对定位精度 ,供SAR成像补偿 ;同时 ,GNSS/SINS的组合保证了长时间的绝对定位精度。介绍了这种运动传感器的原理、数学模型、工作流程控制。实验结果表明 ,基于GNSS/SINS的运动传感器具有很高的精度 ,完全满足了SAR成像的精度要求 。

GPS多天线系统研究

GPS多天线技术,旨在降低GPS在大坝等形变监测等方面的应用成本。文中研究的多天线系统,使得一个GPS接收机可以联接多个天线,从而实现一机对多点的监测。实验表明,该系统对GPS信号的衰减、GPS测量精度几乎没有影响。

INS/GNSS/Vision组合近距空中加油相对导航算法

针对空中加油近距对接阶段GNSS信号易受遮挡丢失的问题,考虑引入Vision导航系统,提出一种INS/GNSS/Vision组合的高精度容错相对导航系统,为空中加油近距对接任务提供高精度的双机相对导航信息。该系统采用联邦滤波器结构融合导航传感器信息,利用滑动窗口构建时变量测噪声的容错滤波结构,并基于子滤波器协方差的奇异值分块计算信息分配系数。仿真结果表明,所设计的容错导航系统与单独的INS/GNSS和INS/Vision系统相比,相对位置、速度和姿态的估计精度都有所提高;同时在GNSS出现软故障时,系统可以提供稳定、可靠的相对导航信息,有效提高了INS/GNSS/Vision组合近距空中加油相对导航系统的导航精度、鲁棒性和容错性,相对位置精度较基于常规故障隔离联邦滤波算法提高70%以上,满足了空中加油对接导航需求。

运动体方位测量信息融合技术研究

针对角速率陀螺误差随时间积累和磁罗盘易受外界干扰的问题,为了提高运动体方位测量的精度,设计了角速率陀螺和磁罗盘方位信息融合方案。分析了磁罗盘和角速率陀螺的误差特性,进行了误差建模,构建了卡尔曼滤波模型,提出一种能够检测磁罗盘低频干扰,并对干扰误差进行剔除的前置检测环节(PDL)。通过仿真实验可知,该算法不仅能够有效地抑制磁罗盘高频干扰和角速率陀螺的积累误差,同时也可很好地抑制磁罗盘的低频干扰误差,可以给运动体提供较高的方位信息。

SAR MOTION INFORMATION SENSOR BASED ON GNSS/SINS

Synthetic aperture radar (SAR) is theoretically based on uniform rectilinear motion. But in real situations, the flight cannot be kept in a uniform rectilinear motion due to many factors. Therefore, the motion compensation is needed to achieve the high-resolution image. This paper proposes an improved motion information sensor (MIS)-based on global navigation statellite system (GNSS) and strapdown inertial navigation system (SINS) for SAR motion compensation. MIS can provide the long-term absolute accuracy, and the short-term high relative accuracy during SAR imaging. Many issues related to MIS, such as system design, error models and navigation algorithms, are stressed. Experimental results show that MIS can provide accurate navigation information (position, velocity and attitude) to meet the requirements of SAR motion compensation. Especially, MIS is suitable for the case: the accuracy of airplane master inertial navigation system is too low or not configured.

基于双CPU的激光打标机控制系统设计

文中介绍了基于双CPU控制的激光打标机系统的结构组成、地址编排、软件设计以及LCD液晶屏的汉字显示技术。该系统打标速度快、精确度高，可连续不间断运行。适于在任何大小、异形工作上标刻图文，标记清晰、永久、美观，且可有效防伪。

激光打标机微机控制系统设计

文中介绍了由通用PC机、单片机组成的激光打标机控制系统的系统结构,详细介绍了打标文件的结构、单片机中打标文件的管理等技术。该系统具有很强的商标设计及产品流水线号编辑能力。打标速度快、精确度高,可连续不间断运行。适于在任何大小、异形工件上标刻图文,标记清晰、永久、美观,且可有效防伪。

机载火控系统通信管理计算机研究

介绍了机载火力控制系统的组成和各部分的功能 ,详细介绍了稳瞄系统的结构 ,给出了稳瞄系统通信管理计算机与其他单元间的电气连接。基于PC10 4嵌入式计算机 ,设计了稳瞄系统通信管理计算机 ,实现了操控器、光电传感器以及显示器等之间的数据通信。