宽带移动卫星通信低成本组合姿态确定算法

针对现有低成本微机械惯性器件无法满足宽带移动卫星通信系统在机动状态下天线指向精度的问题,提出了微机械惯性测量单元与闭环跟踪信息相结合的姿态确定算法.该算法在航向上引入闭环跟踪的指向偏差角,经PI控制器反向校正航向陀螺的漂移误差,并利用跟踪指向信息的低频分量和陀螺的高频分量估计航向角.在横滚和俯仰上,首先以改进欧拉角作为状态向量,根据陀螺角速率信息和加速度计的重力场信息分别建立状态方程和测量方程;然后依据航向角速率和俯仰角偏差对载体运动状态进行判别,并在载体机动下调整方差矩阵以依赖陀螺进行姿态估计,克服机动加速度的扰动.实验结果表明,该算法与自适应卡尔曼滤波器相比,在载体机动状态下精度更高,其航向估计精度在±0.8°,倾角在±0.5°内,满足动中通姿态稳定精度要求.

基于互补滤波的动中通天线姿态估计

为了满足低动态下天线稳定的要求,构建了一个基于微机械陀螺、加速度计和磁强计组合的动中通低成本姿态测量系统。该系统利用加速度计重力场分量估计的倾角和磁强计地磁场分量估计的航向角作为辅助信息,校正陀螺漂移误差。根据陀螺与辅助传感器的互补特性,设计一个多轴互补滤波器,利用陀螺的高频分量和辅助信息的低频分量估计姿态角。根据载体机动状态调整控制器参数,使滤波器能自适应选择交接频率,减小机动加速度对姿态估计的影响。实验结果表明,互补滤波能有效地估计出姿态,系统的动态估计精度在±2°内。

模糊逻辑提升小波在惯性传感器去噪中的应用

针对传统小波在惯性传感器去噪中存在计算复杂和分解层数固定的问题,提出一种基于模糊逻辑的提升小波阈值去噪方法。该方法首先利用模糊逻辑判断载体当前的运动状态,并根据先验知识确定该状态下的信号带宽;然后依据小波分解层数与截止频率间的对应关系,选择惯性传感器各个轴向的分解层数;最后在提升小波框架下对信号做离散小波变换,并对各层系数进行阈值去噪。实验结果表明,该方法可以对运动状态进行正确判别,与固定层数的传统小波相比,具有更好的降噪效果和更快的处理速度。

基于加性超球体平方根UKF算法的无人机姿态确定

针对无迹卡尔曼滤波（UKF）计算量大的问题，提出一种加性超球体平方根UKF算法，即ASSRUKF算法。该算法通过引入加性非扩展形式减少状态维数，并采用超球体单形采样减少采样点的数量，有效降低了算法计算量；同时采用协方差阵的平方根代替协方差阵参加递推运算，以提高滤波算法的计算效率和数值稳定性。建立了加性噪声下基于微机械惯性测量单元和磁强计的无人机姿态模型，并采用ASSRUKF算法进行姿态估计。仿真结果表明，本算法的精度与UKF相当，而执行时间仅为UKF的36．8％，有效降低了算法的计算复杂度。

伪单脉冲跟踪在“动中通”中的应用

文章根据车载"动中通"在卫星通信中的特点,针对该车载站在移动过程中天线偏离卫星的情况,研究了特殊的伪单脉冲跟踪体制。介绍了伪单脉冲自跟踪的原理、系统组成以及系统的具体实现方案。伪单脉冲跟踪系统结构简单、跟踪精度高,可以代替单脉冲跟踪应用到车载"动中通"中,简化了系统的复杂性并降低了成本。

变间距多孔径天线及其相干合并技术

为降低动中通卫星通信天线系统的高度,提出一种可变间距多孔径天线和相干合并方法。根据各孔径天线互不遮挡且无间隙的原则,调整当前天线指向角下的孔径间距,解决固定间距多孔径天线在宽仰角变化范围下性能恶化的问题。在子阵级采用固定延时线补偿大部分孔径间的空间相位差,再用移相器补偿剩余空间相位差,保证不同孔径上信号的有效合并。仿真结果表明,变间距多孔径天线比固定间距具有更稳定的天线性能,其在天线扫描范围内副瓣电平低于-13 dB、增益大于33 dB,经过补偿后的天线瞬时带宽满足通信要求。

非奇异快速终端滑模液位跟踪控制

针对传统终端滑模控制中控制输入奇异和收敛时间长的问题,提出了一种非奇异快速终端滑模(NFTSM)控制方法.该方法由NFTSM滑模面和控制律组成.在此框架下,首先通过在非奇异终端滑模面中引入指数函数和符号函数来设计NFTSM滑模面,其中指数函数用来加快状态远离平衡点时的收敛速度,符号函数用来提升系统稳定性.然后,基于NFTSM滑模面来设计由等效控制输入和切换控制输入构成的NFTSM控制律,该控制律具有能同时实现控制输入非奇异和系统状态有限时间内快速收敛的优势.最后,根据给出的耦合双容水箱模型数学描述,将NFTSM方法应用于耦合双容水箱液位控制中,设计了NFTSM液位跟踪控制器.仿真证明,在存在外扰且参数摄动25%条件下,该控制系统仍能精确跟踪给定液位,表明了NFTSM控制方法的有效性和鲁棒性.

基于遗传算法多子阵平板天线旁瓣电平优化

从理论上分析了多子阵平板天线的方向图特性,指出其旁瓣电平难以通过传统的不等幅馈电技术得以抑制。以降低天线扫描范围内的最高旁瓣电平为目标,采用遗传算法对子阵间距进行优化,并在间距优化的基础上讨论了天线单元方向性与不等幅馈电技术对旁瓣电平的影响。仿真结果证明了理论分析的正确性,表明子阵间距优化可以显著降低天线的旁瓣电平,且在天线口径相同的情况下,所划分的子阵数越多则优化效果越明显。所用方法和分析结果可为多子阵平板天线的设计提供参考。

多子阵平板天线波束指向频率响应分析与固定长度延迟线应用

天线高度是宽带卫星移动通信系统推广应用的一个重要制约因素,采用多子阵技术可以降低平板天线的天线高度。然而多子阵平板天线阵的离散口径会造成天线波束指向频率响应的恶化。为改善天线波束指向频率响应,该文采用固定长度延迟线与移相器相结合的两级馈相方法,提出了一种基于多套延迟线的切换波束技术,将天线波束的扫描范围划分为多个区域,各区域采用不同的延迟线以合成相应的波束。仿真结果表明,该方法可以有效减小天线波束指向漂移,满足卫星移动通信系统对天线波束指向精度的要求。

槽填充中抽取模式的优化方法

在传统的信息抽取中,模式匹配已经被证实为简便而有效的方法,而依存路径也是最为常用的模式之一。在槽填充任务中就有众多的参与者引入了以依存路径为基础的模式匹配方法;该文就针对该方法中存在的包括模式平衡性,模式抽取方式和模式筛选策略等方面的问题,提出了模式裁剪、模式转置、模式扩展和模式语义定义等主要的优化方法并实现了相关系统,在TAC-KBP2010的目标语料上进行了测试。该文提出的方法F值为20.8%,比基准系统的14.3%提高了6.5%。

移动卫星通信天线的极化匹配分析及稳定方案

为了提高移动卫星通信质量,本文分析了极化匹配的原理和极化扰动的产生原因,得到了极化角的计算公式,给出了基于极化对消的极化轴稳定方案。

面向多路径覆盖的测试数据生成方法

为了解决装备软件回归测试中测试数据的快速生成问题,提出了一种面向多路径覆盖的测试数据生成方法。该方法首先对遗传操作进行改进,然后设计覆盖多条路径的适应度函数,实现了算法的一次运行覆盖多条目的路径,提高了测试数据的覆盖率。在三角形分类经典程序和实际的装备软件模块上进行实例验证,仿真结果表明了该算法优于传统方法,是一种高效的面向多路径覆盖的测试数据生成方法。

基于数据驱动的专业融合式实战化教学训练模式创新研究

针对军事装备专业课程实战化教学训练需求,开展基于数据驱动的实战化教学训练模式创新研究。本文首先分析了传统装备专业教学模式的典型不足,指出现有教学模式难以适应专业课程教学改革需求;然后提出了基于数据驱动的实战化教学训练模式,分别从系统功能、组成和流程角度对教学训练模式进行了分析设计;最后归纳总结了基于数据驱动的实战化教学训练模式特点,突出实战化,构建“学-训-战”全流程技战融合式教学理念,突出专业融合,创新设计知识耦合一体化的教学训练模式,为新型军事人才培养探索全新教学训练途径。

MEMS陀螺自适应分段温度补偿方法

针对微机电系统(MEMS)陀螺零偏受温度影响较大的问题,提出一种自适应分段温度补偿方法。根据全温度区间下温度曲线的变化关系,设计一种规则自动提取合适的拐点;以拐点作为分段区间的端点,将温度曲线划分为多个不等间距的单调区间,并对各个区间温度曲线进行多项式拟合,形成陀螺的零偏温度模型;通过温度模型计算陀螺当前温度下的零偏值,再从陀螺输出中去除零偏,完成温度零偏标定。实验结果表明:与传统固定分段线性拟合相比,所提方法拟合系数更少,最大误差由2.56×10^-2(°)/s减小为0.51×10^-2(°)/s,能够有效补偿温度变化范围较宽、非线性变化情况下的陀螺温度零偏,工程实用性强。

基于平方根差分滤波的动中通姿态稳定方法

为了隔离载体扰动对天线指向的影响,研究了单基线GPS和微惯性传感器组合的低成本姿态估计及稳定方法。该方法以四元素和陀螺误差作为状态变量,根据陀螺角速率信息、加速度计的重力场信息和单基线GPS航向信息分别建立状态方程和量测方程,设计具有不同测量周期的平方根差分滤波分别融合惯性传感器和GPS信息,解决了加速度计与单基线GPS航向信息输出频率不一致问题;利用估计出的姿态角在角位置环路上对天线进行捷联稳定,隔离载体扰动。仿真结果表明,平方根差分滤波能有效估计出载体姿态,利用中等精度的微惯性器件可以满足动中通姿态稳定的需求。

简化超球体SRUKF的GPS/MIMU组合姿态估计

针对加速度计、磁强计易受机动加速度和周围环境影响的问题,提出了一种单基线GPS/MIMU组合姿态估计方法。该方法利用单基线GPS天线代替磁强计提供航向信息,并利用GPS的速度信息对加速度计输出的机动加速度分量进行补偿,构成单基线GPS/MIMU组合姿态确定单元。同时考虑实时性要求,在SRUKF的基础上,引入加性非扩展形式和超球体单形采样,提出了简化超球体平方根UKF算法,通过减少状态维数和采样点的数量,降低算法计算量。建立加性噪声下的单基线GPS/MIMU姿态模型,并采用简化超球体平方根UKF算法进行姿态估计。实验结果表明,单基线GPS的速度信息可以有效提高加速度计对水平倾角的确定精度,姿态估计算法收敛后的最大误差小于0.8°,估计精度与UKF相当,且执行时间仅是UKF的42%。

软件缺陷预测中基于Wrapper的特征选择方法

特征选择是提高软件缺陷预测精度的关键步骤之一。传统的软件缺陷预测过程主要基于Filter方式进行特征选择,基于Wrapper特征选择方法的研究还处于起步阶段。为了进一步研究Wrapper式特征选择方法在软件缺陷预测中的应用情况,将特征选择和缺陷预测过程相融合,结合不同的评价指标,设计了8种基于Wrapper式特征选择的缺陷预测方法。在这些方法中,首先选择4种常用的缺陷预测算法分别作为内部与外部分类器,然后在AUC和F-measure指标下选择特征子集,在AUC指标下评估预测结果。仿真结果表明,内部分类器和外部分类器均选择为RF时,软件缺陷预测精度最佳,NB次之,但是RF耗费时间较多,综合考虑精度与效率,推荐内外分类器均采用NB算法。

基于超欧氏距离近邻传播的软件缺陷预测方法

为了进一步提高无标志软件缺陷数据预测的精度,提出了一种基于超欧氏距离近邻传播的软件缺陷预测方法。在近邻传播算法中引入密度思想,定义了密度因子和超欧氏距离测度概念,设计了密度敏感相似度度量元(即密集度量元),解决了传统近邻传播算法采用欧氏距离表示数据相似度难以有效处理复杂结构数据的不足。该方法应用于无标志软件缺陷数据的预测,并通过三组航空航天软件数据仿真验证了该方法的有效性,提高了无标志软件缺陷数据预测的精度,为无标志软件缺陷预测提供了一种新的思路。

基于扩展卡尔曼滤波的动中通低成本姿态估计

针对动中通系统低成本姿态估计问题,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波的姿态估计算法。该算法以四元数作为状态变量,通过融合陀螺、加速度计以及单基线GPS位置和速度信息估计载体的姿态信息。针对载体机动加速度的影响,通过单基线GPS提供的速度信息对载体的机动加速度进行初步补偿;当载体发生转弯时,利用侧滑角补偿法进一步校正。实验结果表明,该算法成功融合了陀螺的短时精确性、加速度计的长时稳定性和GPS精确的测速和定位功能,系统的动态估计精度在±0.5°内,满足了动中通的应用要求。

装备虚实结合教学模式探索

针对武器装备型号多、更新快、院校配备数量少等问题,将模拟训练系统引入装备教学中,开展了“虚拟训练和实装操作相结合”的装备教学模式研究,形成“虚实结合、优势互补”的装备教学模式。通过虚拟仿真、模拟训练和实装实操的虚实结合多级递进,实现知识学习、能力生成的阶梯递进,提高装备教学整体教学效果。