辅助信息源短时失效下的捷联惯性基组合导航算法

捷联惯性基组合导航中,辅助信息源短时失效会导致组合精度降低,对此提出高斯过程回归辅助捷联惯性基组合导航算法。该方法利用经过组合导航闭环校正的捷联惯性导航系统速度输出作为高斯过程回归的训练输入集,辅助信息源的速度输出作为训练输出集,在未发生失效时对高斯过程回归进行训练,辅助信息源失效时利用高斯过程回归预测辅助信息源输出以实现组合滤波量测更新。在实测实验中,利用低精度微机电系统/全球定位系统组合车载数据,比较所提算法与传统算法在失效情况下姿态、位置和陀螺常值漂移估计效果。结果显示:在60 s的短时失效情况下,所提算法纵摇、横摇、位置估计效果提高90%左右,航向估计提高70.7%,东向、北向陀螺漂移估计分别提高10.3%,10.8%,证明所提算法可以有效地解决组合导航中辅助信息源短时失效问题。

GPS短时失效条件下SINS/GPS组合导航数据处理方法

在SINS/GPS组合导航实际应用中GPS短时失效的情况难以避免,这会导致组合导航的效果下降。针对该问题,本文提出了基于偏最小二乘PLSR辅助高斯过程回归GPR的SINS/GPS组合导航的无味四元数估计器USQUE,以解决组合导航中的GPS短时失效问题。该方法以PLSR估计的位置误差作为输入,以GPS提供的位置信息作为输出对GPR进行训练。在组合导航系统出现GPS短时失效后,使用通过PLSR辅助粒子群算法优化超参数的GPR直接对辅助导航设备的位置进行预测,作为USQUE算法的量测量,从而使得USQUE算法可以正常进行量测更新。在实验中,使用车载MEMS/GPS数据,将PLSR-GPR-USQUE,PLSR-USQUE与隔离量测量的USQUE算法组合导航的效果进行比较。实验结果表明,在GPS短时失效的情况下,PLSR-GPR-USQUE具有良好的估计精度。

海军装备保障物资战时运输路径优化方法

为优化装备保障物资运输路径,提出一种结合弗洛伊德算法与蚁群算法相结合的新方法。通过模拟目前我国海军装备物资储备仓库与海军部队的位置,结合在战时出现的状况,从装备调度指挥员的角度出发,根据运输道路的路况采用等效距离代替实际距离的方法,采用弗洛伊德算法与蚁群算法对等效距离进行优化。实例检验结果表明:该方法能大大简化运算,最大程度上减少蚁群算法容易陷入局部最优的危害,解决了运输道路遭到敌人破坏情况下路径的优化问题。

船用指北平台式惯导模拟器中轨迹发生器设计

针对船用指北方位平台式惯导模拟器的需要,设计了一种贴合于舰船实际情况的轨迹发生器。根据舰船常见的运动状态给出了轨迹发生器的解析式方程,以及需要输入软件系统的运动参量,并在实验部分对设计的轨迹发生器进行了仿真实验。通过将轨迹发生器生成轨迹以及惯导在轨迹发生器生成的IMU参数下,自主、组合工作模式生成的轨迹进行比较,证明了算法的有效性。本文研究结果可为下一步船用指北平台式惯导模拟器的设计提供软件支持。

海军装备仓库存储优化方法研究

海军装备仓库作为装备物资供应保障的重要枢纽,其保障效果的好坏直接关系到人民海军的战斗力。针对目前我国海军装备物资储备仓库存在的信息共享程度低、保障供应与实际需求脱节的问题,对现有海军装备仓库存储方法进行优化。从仓库管理者的角度出发,建立部队装备情况数据库,运用灰色模型预测某仓库某存储物资合理数量并根据正态分布的性质对预测结果的精确性进行进一步的提高,有效优化存储过剩的问题;利用基于AHP和模糊理论的分配方法,有效优化库存不足的问题。分析结果表明:该方法较好地优化了海军装备物资储备仓库存在的信息共享程度低、保障供应与实际需求脱节2方面问题。

捷联惯性基组合导航鲁棒UKF方法

捷联惯性基组合导航中,量测值存在野值的情况难以避免,会导致无迹卡尔曼滤波(UKF)的估计精度下降。针对该问题,本文提出一种基于一类向量机(SVM)的鲁棒UKF算法(SVM-UKF)。首先使用一类支持向量机训练滑动窗,来辨别滤波中的新息是否为异常,对于正常新息不予处理,对于异常的新息采用指数加权的方法进行估计,使用新的估计值替换野值,并进行了船载实验,对含有野值的SINS/GPS系统使用SVM-UKF与常规UKF,RUKF滤波进行组合导航实验。实验结果表明,在量测值有野值污染的情况下,SVM-UKF具有较高的鲁棒性,对比于UKF,RUKF具有更高的估计精度。

一种顾及厄特沃思效应的水下重力辅助导航方法

水下相对于水面环境,准确估计厄特沃思效应更为困难,进而影响重力测量精度。由于传统重力匹配算法未考虑水下厄特沃思估计误差对重力辅助导航定位性能的影响,根据不同导航参数对厄特沃思估计误差的影响程度,构建了水下惯导系统/计程仪/重力仪组合导航框架,采用UKF非线性滤波算法,分析了不同导航模式下厄特沃思估计误差特性,并评估了有无厄特沃思估计误差时重力辅助导航性能的差异。半物理仿真结果表明采用DVL的辅助导航方式可有效抑制惯导误差积累,INS/DVL/Gravimeter三者信息融合导航模式定位性能得到了进一步提高,即使在考虑厄特沃思估计误差的情况下,与仅采用DVL作为辅助信息源相比,水平径向误差定位精度依然提升了17.02%。

捷联惯性基组合导航滤波算法比较研究

针对不同的捷联惯性基组合导航滤波算法在性能上存在较大差异,开展了捷联惯性基组合导航滤波算法的比较分析研究,通过分析不同滤波框架下,基于四元数姿态表达的两种典型组合导航滤波算法,阐述算法理论中的关键异同点。通过车载实测实验比较了基于欧拉角的间接法组合导航滤波和基于四元数的两种非线性组合导航滤波在估计精度、计算量等方面的优劣性,结果表明,基于欧拉角的间接法组合导航滤波精度较差但计算量小,而基于四元数的非线性组合滤波计算量较大、精度较高,该结果可为组合导航滤波的选取提供有益的参考。

多仓库联合保障物资运输方案优化方法研究

制定多仓库联合保障的运输方案,使得运输时间最短,快速地将装备物资运输完毕对于提高备战打仗能力具有重要的意义。本文以最少车次、最短时间为目标,贴近实际考虑多物资、多车型、不同地点的多仓库、多目的地等因素,建立了多仓库运输方案优化模型。通过整数规划算法优化结果,利用仿真实验对优化模型的效果进行验证,最后基于实验结果提出提高多仓库联合保障效率的3点建议。