基于ICCP算法及其推广的重力定位

基于ICCP算法的重力匹配定位可以用于限制推算定位随航行时间增长的位置误差。给出了ICCP算法的设计思想,同时针对算法的假设前提进行了推广,使算法能够在考虑重力传感器测量数据存在误差的情况下,实现推位航法的误差校正。仿真结果证明这种推广具有较好的定位精度,能够满足AUV的导航要求,对实现AUV的自主无源导航有重要意义。

重力/惯性匹配导航系统的仿真研究

分析了水下多种导航方式,提出了一种新的组合导航方式,即重力/惯性组合导航系统。介绍了它的研究背景和工作原理,并通过可视化仿真的方法模拟了整个导航过程。结果表明:重力匹配可以限制惯性导航系统的误差增长,实现长期水下高精度定位。

利用余弦变换的重力梯度Parker正演方法及其应用

为获得高精度重力梯度数据,实现基准梯度数据库精确快速构建,研究利用数字高程模型正演重力梯度的频率域快速计算方法,推导出基于余弦变换的Parker正演重力梯度理论公式。数值试验结果表明,余弦变换频率域正演方法平均绝对误差可达到0.5 E左右精度要求,与傅里叶变换正演方法相比误差可减小3 dB左右,与棱柱法等空间域正演方法相比,该方法计算规模小,速度优势明显。

ICP算法的鲁棒性改进

提出了对准点集合的一种新方法。该方法采用对准误差通过非线性最优化算法(Levenberg-Marquardt)直接最小化,在速度上可与ICP算法相匹敌,ICP算法是专门用于对准工作的特殊用途的算法。因为程序直接最小化一个能量函数,所以很容易通过Hunber核,把它扩充到合并的鲁棒性估计中,产生的收敛区间比现存方法的收敛区间宽很多倍。最后介绍一种基于切面距离变换最小化的数据结构,这种变换产生的算法比以前描述的方法速度快而且鲁棒性强。

基于卡尔曼滤波的地形反演方法及其仿真研究

推导基于卡尔曼滤波的海底地形反演算法,算法通过利用重力梯度仪测量重力梯度异常,提高地形反演的精度和分辨率。结合地形坡度计算理论和矩形棱柱法,建立基于卡尔曼滤波的系统方程和量测方程。对算法进行仿真,分析地形均值误差、随机误差和梯度仪测量精度对反演精度的影响,最后的区域反演仿真结果表明:反演后的地形在精度和分辨率上都有所提高。

一种新型的基于TEC的精密温控器设计

提出了一种新型的基于半导体制冷的小型恒温控制系统,该系统利用专用控制芯片MAX1978 对半导体制冷进行闭环自动控制。室温环境下,控制温度范围为 10℃～45℃,精度可达 0.1℃。系统具有速度快、精度高、无转动部件等优点,为提高光纤陀螺惯导系统温度稳定性、迅速达到稳定工作状态提供了一种实用方法,也为类似的温度控制系统提供了有益的参考。

SSD1963驱动RGB接口LCD的设计与实现

为了解决RGB接口LCD与微控制器相连时的驱动问题,提出了一种基于SSD1963硬件电路设计方案。通过与单片机LM3S9B96进行通信调试,并对底层驱动软件进行了设计。实际测试中,利用LM3S9B96控制板和SSD1963驱动板顺利实现了图文显示。测试结果表明,硬件设计和软件驱动设计都能满足实际需求,并且工作稳定。另外,该设计方案已经在总体方案中得到应用,降低了购买带LCD控制器的成本。

差分进化粒子滤波在惯性/重力组合导航中的应用研究

针对常规粒子滤波在惯性/重力组合导航中的粒子退化和样本贫化问题,将差分进化引入到粒子滤波的重采样过程,通过群体差异进行全局搜索实现粒子分布优化,使粒子集提高对系统状态变量后验概率的逼近程度。算法应用于惯性/重力组合导航中,采用惯性导航系统海上试验数据进行数值实验,对比分析不同算法在相同条件下的导航误差,证明了算法能够提高组合导航的定位精度。

基于旋转椭球体的等轴状场源体重力异常场模型构建方法

在中心埋藏浅、测量精度高的场合,采用球体作为有限大小、近于等轴状的场源体的模型进行重力异常正演会造成较大误差。提出一种基于旋转椭球体的等轴状场源体重力异常模型。通过改变长、短轴长度以匹配场源体形态,降低正演误差。在已有绕短轴旋转型旋转椭球体的引力位的基础上,推导旋转椭球体完整的重力异常基本表达式。将结果与球体重力异常比较,分析其间的特征差异,验证了结果的正确性。

基于WinCE的机车故障监测系统智能显示单元设计

提出了机车故障监测系统的基本硬件结构,介绍了系统智能显示单元的主要功能.结合实际工程需要,给出了采用Platform Builder5.0开发环境裁剪定制Windows CE操作系统的关键步骤.在Visual Studio 2005集成开发开发环境下用C#语言完成了应用程序开发.

优化粒子滤波在重力辅助定位中的应用

为克服常规粒子滤波在重力辅助定位中由于观测维数增加,系统后验概率密度尖峰变窄而加剧粒子退化,难以保证算法稳定性问题.将人工物理优化过程引入粒子滤波的重采样过程,实现粒子分布优化,将算法应用于重力辅助定位,利用惯性导航系统海上试验数据进行数值实验分析,对比不同算法在相同条件下定位误差估计效果.结果表明:人工物理优化能够改善粒子退化和样本贫化问题,提高了算法的稳定性;优化后,算法可以用于重力辅助定位,并获得了较高的定位精度.

由小波与随机采样提升重力场插值精度的策略

通过对几种重力场插值算法的研究指出,重力场高频区域往往存在较大的插值误差,若能在高频区域补充测点,则可以较小的代价,达到提高插值精度的目的。利用小波分析可感知重力场空间频率信息的特点,提出以一定分辨率重力基准图的小波细节信息为转移概率,由随机采样方案在重力场高频区域增加测点,从而有效提高插值精度的策略。与均匀分布测点的方案对比可知,在插值精度提升程度大致相同的情况下,该策略所需的测点数较少,插值误差的极值较小,效率较高。

基于超外差体系的气象传真机信号接收端设计

研究了气象传真机的信号接收和处理问题,针对现有气象传真机射频前端接收模块体型大、功耗高等特点,采用超外差体系结构,根据气象传真机的主要性能指标,进行了硬件电路图的设计和绘制.对射频信号先上变频再下变频,实现了射频放大、选台、滤波、混频等基本功能,完成了射频前端处理模块设计.实验结果表明,该方案尽可能将总增益合理分配到信号处理的各个阶段,避免因放大器一次放大增益过大而引起的振荡,有效完成镜像抑制,满足工程应用需要.

基于VxWorks的气象传真接收机显控软件设计

气象传真系统是传递气象信息的一种重要方法,是航海安全的重要保障.针对某型气象传真接收机显控系统中任务多、图形界面实时刷新等特点,在VxWorks操作系统下,采用图形界面开发工具Tilcon设计了系统的操作界面.介绍了Tilcon的特点和工作机制,说明了基于VxWorks的图形界面系统开发方法.应用实践表明,该解决方案具有实时性强、操作简便、代码编写量小、较高的可靠性和可维护性等特点,有较高的实用价值.

气象传真图格式转换及压缩的实现

气象传真机在航海作业中具有重要的作用,是航海安全的保障.图像压缩及格式转换对提高气象信息传输和储存效率具有重要影响.在介绍GIF图像文件结构的基础上,分析了当前几种LZW图像压缩算法的特性.针对气象传真机的具体应用,给出适合气象传真图压缩及格式转换的算法,并通过对压缩结果的比较,对该方法进行了验证.

一种DSP与点阵液晶模块的接口及软件设计

提出了一种高速DSP处理器与点阵液晶显示模块的接口电路设计方案.采用DSP的GPIO通过带电平转换的总线驱动器直接与液晶模块的数据线和控制信号接口,实现了二者的协调工作.给出了实现液晶模块初始化和汉字显示的软件设计思想.该方案结构简单,可以实现液晶的稳定显示输出.

一种可与安全系统集成的车载导航系统

驾驶、导航与安全保护一体化,可以改善车辆的安全性,提高其舒适程度.车载导航系统采用微惯性测量组合、磁强计、GPS实时测量车辆的姿态和位置信息.通过CAN总线与安全保护系统相连,可以实现导航与安全一体化集成.给出了基于嵌入式工业计算机和数字信号处理器的系统结构、硬件组成及软件工作流程等设计结果.

气象传真图图题的识别

针对目前气象传真图种类识别人工干预,执行效率低的问题,提出了一种通过识别气象传真图图题来判断传真图种类的方法.首先获取图题在整幅气象传真图中的位置,然后利用投影、轮廓切分分离粘连字符方法完成对气象传真图图题字符的分离,最后通过提取字符特征量,采用模板匹配算法完成字符识别,从而确定出气象传真图的种类.该方法实现传真图类别的自动识别,避免人工干预,自动化程度高,应用于气象传真图数字处理系统,取得较好的识别效果.

基于压缩感知的地磁数据分频压缩与重构方法

构建高精度导航所用的地磁数据库时,需要对大量数据进行压缩。为保留必要的高频细节特征信息,提出一种基于压缩感知理论的数据分频压缩及联合重构方法。在余弦变换频域中对数据进行分频压缩编码,在数据重构算法中引入压缩感知理论。利用局部余弦变换系数作为线性测量观测值,通过解决小波变换域l1范数和时域稀疏梯度全变差正则化的模型,精确重构原始数据高频信息。利用实测地磁数据进行仿真试验的结果表明,仅使用25%的分频压缩采样测量系数,可精确重构原始数据;在相同压缩比下,分频压缩感知重构算法与传统滤波逆变换方法相比具有更高的精度,且峰值信噪比最大可提高5dB左右。

表面处理用多波形高压脉冲电源的研究

结合一种新型表面处理工艺的特点和要求 ,通过对现有的脉冲实现电路的分析、对比 ,给出一种可输出多种双向不对称脉冲波形的高压脉冲电源 ,实现了脉冲电源的脉冲幅度、脉冲频率、脉冲占空比在一定范围内的连续调节。因此 ,非常适合于工艺技术人员探索最佳工艺参数。由于通过脉冲实现电路的箝位作用 ,有效地降低了功率开关管所承受的电压 ,提高了脉冲电源的可靠性和使用寿命。