重力数据探测地下目标的贝叶斯方法研究

针对地下目标空间位置和形状均未知的情况,基于重力数据,分别以区域测量和线测量2种场景进行建模分析,研究贝叶斯推断用于地下目标探测的效果。结果表明,将贝叶斯推断用于重力梯度探测,比微重力探测更具优势,能有效反演出目标的未知参数。

基于灰狼优化算法的快速选星方法

针对传统的遍历法无法满足多全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)组合导航选星的实时性需求,提出了一种基于灰狼优化(grey wolf optimization,GWO)算法的快速选星方法。该算法利用自适应收敛因子和信息反馈机制,在局部寻优与全局搜索之间实现平衡,表现出良好的求解性能,即可以保证在获得理想几何构型的同时大幅减少接收机运算量。经过仿真实验,分析了参数选取对GWO快速选星算法结果的影响。利用实测数据对所提算法进行验证,结果表明,所提算法在四系统组合下,从49颗可见星中选择7颗进行定位时,与遍历法相比,几何精度因子(geometric dilution of precision,GDOP)误差仅为1.8%,而计算效率提高了71.7%。该算法适用于多GNSS组合导航定位不同选星数目的情况,还可以拓展至区域导航卫星系统。

小波变换在船载海洋重力测量数据处理与分析中的应用

船载重力测量是获取海洋地球重力场的重要方法之一,为提高船载重力测量数据的精度,采用Db8小波和Haar小波两种小波变换方法,分别对添加了两种随机噪声的某海域重力测量数据进行降噪处理与分析。结果显示,经Db8小波处理的数据绝对精度分别提高了1.0242 mGal和9.2747 mGal,相对精度分别提高了71%和93%;采用Haar小波变换后,绝对精度分别提高了0.8044 mGal和9.1095 mGal,相对精度分别提高了56%和91%。两种小波变换方法处理后的数据均能够很好地保留数据基本变化趋势、为重力勘探判别物体提供判别依据。

基于星载GPS数据的HY-2B卫星简化动力学精密定轨

为研究满足HY-2B星载GPS定轨要求的EGM2008重力场模型合理阶次和HY-2B卫星简化动力学定轨精度,采用HY-2B卫星14天星载GPS观测数据及不同阶次EGM2008重力场,进行简化动力学轨道确定。结果表明:采用120阶及以上阶次的EGM2008重力场模型,能够获得厘米级高精度定轨结果。同时,检核结果显示:采用简化动力学法定轨时,载波相位残差结果稳定在6.2~6.8mm之间,重叠轨道对比结果在轨道径向、切向、法向上均优于0.6cm,SLR检核整体轨道精度优于4cm。定轨结果满足测高卫星需求,可为后续我国海洋系列卫星精密轨道确定等相关科学研究提供借鉴。

基于单轴转台的火炮射击轴线空间角测量方法

火炮射击轴线指向精度是火控系统的重要性能指标。针对目前利用双站经纬仪测量火炮射击轴线空间角操作繁琐,自动化程度低的问题,提出一种新的火炮射击轴线快速测量方法。该方法结合北斗定向技术,在单轴转台安装光电设备,通过一次高低调炮即可快速测量火炮射击轴线空间角。利用蒙特卡洛方法对测量系统误差进行仿真分析。通过实验验证,该方法满足火炮射击轴线检查精度要求。

大地主题问题的非迭代新解

首先对大地主题问题解算中的符号体系进行改进与统一,使之更符合大地测量的使用习惯;在此基础上讨论非迭代的大地主题问题的正反解,借助计算机代数系统Mathematica推导更准确的正解公式,得到非迭代的反解公式,与以往的解算相比该公式具有更简明的数学表达形式。该过程丰富和完善了大地主题问题的解算体系。最后进行正反解的数据验证。

重力梯度仪在水下安全航行中的应用

介绍了重力梯度仪的测量原理,提出在潜航器上配备重力梯度仪,利用其对距离变化敏感的特性,通过连续的观测,可以探测出载体有效机动范围内存在的障碍物,并实现避碰,从而保证潜航器在水下的安全航行。

三轴椭球表面积的计算

推导得到了三轴椭球表面积的实用计算公式,该公式相较于前人推导的公式不仅形式简单,更重要的是避免了前人推导公式中存在的难以计算的椭圆积分,同时文中的推导过程可以通过改变幂级数展开的阶数来满足不同精度的使用要求。最后,通过相同的地球椭球参数试算比较了文中方法与其他方法得到的计算结果,从而验证了该方法的正确性。

基于马尔可夫决策过程的坦克连动态火力分配方法研究

利用马尔可夫决策理论建立坦克连的动态火力分配模型,从而使结果更符合战场动态性的实际情况,并能够为坦克连对抗仿真系统的目标处理子系统及战场目标综合处理的辅助决策系统开发提供一定的理论支撑。

遥控武器站武器系统人机界面初步设计

以Director MX和SolidWorks为软件平台,结合武器站某型武器系统的特点和组成,设计武器系统基本的人机操控界面。其由显控界面和操控手柄组成。平板显示器即信息显示界面,可实现各类状态参数、观瞄视场等显示。控制面板可实现武器系统设置、自检、校正、武器选择和状态转换等控制。操控手柄可实现武器保险、俯仰和方向控制、装弹、击发控制等。

转发式卫星导航定位系统性能分析

在介绍我国自主研发的利用通信卫星建立的转发式卫星导航定位系统组成、工作原理的基础上,利用STK软件从系统的几何精度因子、可见性和覆盖性三个方面,对该系统为我国及周边区域服务保障的性能进行了分析,结果表明该系统在中国区域的覆盖率可达到100%,对全球覆盖率可达到40%左右,定位精度随纬度的增加而逐渐降低。可以为我国及亚太地区提供高精度的导航、定位与授时服务,从而也推论该系统不仅可以作为北斗卫星导航定位系统的备份,还可以作为独立的系统自主工作。

STK软件在卫星导航原理课程教学中的应用

将STK软件成功地应用于卫星导航原理的课程教学中,不仅可以很好地引导和帮助学生理解和接受卫星导航原理课程教学中的基础知识,而且可以激发学生的学习热情,锻炼学生自主学习信息科技的能力,收到了很好的教学效果,达到了素质教育的目的。本文介绍了STK软件的功能及教学中应用的方法和效果。

基于人机界面学的车载武器系统显示器设计

为更好地发挥武器系统整体作战效能,采用人机界面学对车载武器系统的显示器进行设计。根据显示器设计总体思路以及人的视觉运动规律、显示器设计的基本原则和要求,对显示器的外观及尺寸、显示器界面布局、背景色彩和对比度等进行设计,以使乘员能够更加舒适、快速地获取相关重要信息,并为车载武器系统的总体设计提供一定的借鉴和参考,提高武器系统的综合作战效能。

浅析防御战斗中某式坦克的生存能力

运用柯尔莫哥洛夫方程,分三个阶段分析了某式坦克在防御战斗中的生存能力问题。

一种新的鲁棒非线性卡尔曼滤波

Huber方法是一种基于l1/l2联合范数的估计方法,该方法可以实现估计的鲁棒性,同时尽量不损失滤波精度和效率。基于Huber估计的无味卡尔曼滤波虽提高了无味卡尔曼滤波的鲁棒性,但这种方法用统计线性回归模型来近似非线性的观测模型,损失了无味变换的精度。从Huber方法的数学意义出发,对观测信息(观测值或观测噪声)进行重新构造,然后对精确的非线性观测方程进行标准的无味卡尔曼滤波,这种新的基于Huber方法的无味卡尔曼滤波无需对非线性观测方程进行线性近似,在保持鲁棒性的前提下提高了滤波精度。通过一个具有混合高斯分布观测噪声的简明实例,验证了新算法在鲁棒性、滤波精度以及估计一致性方面的优势。

捷联惯导系统内水平阻尼网络设计

针对捷联惯导系统水平回路的控制系统模型和误差特性,研究系统内水平阻尼网络的设计方法。通过建立单通道水平回路的控制系统模型,分析了系统的稳定性和频率特性。针对幅频特性曲线不同频段表征系统的不同性能,研究了一种基于对数幅频特性曲线的阻尼网络设计方法。通过将系统期望的调节时间、超调量等时域指标转化为频域参数,设计系统期望的开环幅频特性,从而确定捷联惯导系统水平阻尼网络参数。利用本文阻尼网络进行了捷联惯导系统数字仿真和海上试验。仿真条件下系统姿态误差的舒拉周期振荡成分经1～2个舒拉周期后衰减至零,系统位置误差由4 nmile/24 h提高至1.5 nmile/24 h.系统海上阻尼试验结果表明系统姿态精度提高1个数量级,位置精度提高1倍。与试探法设计的网络相比,本文网络具有一致的稳态性和更小的超调量和调节时间。

等距离纬度等量纬度和等面积纬度展开式

对数学制图学中经常遇到的等距离纬度、等量纬度和等面积纬度展开式进行新的研究。借助计算机代数系统强大的数学分析功能,给出这些纬度用偏心率幂级数形式表示的正解公式,并且以此为基础,给出纬度用偏心率幂级数形式表示的反解展开式,与以往数值形式表示的反解公式不同,这些反解展开式是以符号形式给出,研究表明计算机代数系统的应用不但极大地提高公式推演的效率和准确度,而且反解系数可以表示为更简单和更便于记忆的符号形式。

地面上两点间方位角和距离计算的实用公式

在涉及距离计算的很多工程应用时,经常需要计算地面上位置已知的两点间的方位角和距离,解算这一问题时一般是将地球近似成旋转椭球来进行,而实际情况是计算点并不在参考椭球上,而是距参考椭球有大地高H,因此使用理论距离公式计算误差太大。为解决该问题,提出了利用相似椭球法构造新的参考椭球,并在前人研究的基础上借助计算机代数系统Mathematica进行了推导,得到了简单、实用的距离和方位角计算公式。最后,进行了数据验证,结果表明了该方法的正确性。

基于重力异常迭代延拓的南海海底地形反演

通过迭代延拓法对重力异常进行向下延拓,并对导纳法反演的中国南海海底地形进行精度评估。首先,利用HY-2A高度计数据通过最小二乘配置法计算得到重力异常,使用迭代延拓法将重力异常延伸至延拓面;然后,利用重力异常与海底地形的相干性,确定海深反演波段为20~115 km。基于CRUST 1.0全球地壳模型,得到均衡补偿模型参数,海深反演结果表明,均衡补偿导纳海深模型比未补偿导纳海深模型的精度提高约9 m,并且两个反演水深模型略优于ETOPO1水深模型和DTU10水深模型,利用迭代延拓法提升重力异常计算海底地形的精度;最后,给出影响海底地形反演精度的主要因素。

重力梯度仪的发展及其应用

随着欧空局GOCE项目的进一步深入及相关技术报告的公布,人们对该卫星及其有效载荷有了更多的了解,尤其是倍受关注的核心器件重力梯度仪有了更多认识的机会,本文在跟踪当前欧空局研制中的星载重力梯度仪的测量原理、仪器设计的基础上进行了综合、分析和总结,以期对该领域的研究有更清晰、深入的了解,同时为国内进行该领域研究的机构提供可能的参考.