基于灵敏度分析的惯导平台参数分步辨识方法

研究的是多位置静态测漂法平台参数辨识的问题。对平台漂移的非线性模型进行了分析,提出了静基座下平台参数辨识的局限性、参数辨识位置选取的原则。最后考虑到利用EKF辨识包含陀螺交叉项的参数时存在难以收敛甚至有些参数出现发散的问题,提出了分步辨识的方法来解决这一问题。并且文中仿真结果证明了这种方法能有效抑制辨识中的发散现象。

RSSI信号滤波技术在机器人导航中的应用

针对RSSI方式对移动节点进行导航定位时会引入较大的模型误差的问题,提出了一种高效的硬件分组粒子滤波算法对节点间RSSI信号进行滤波预处理,确保RSSI值和节点间距离呈单调函数关系。直接利用RSSI信息和网络拓扑结构实现机器人定位,避免将RSSI值转换为几何距离时带来的模型误差。将滤波处理和导航计算分散到多个信标节点上执行以提高算法实时性,在导航实施之前无需精确已知各信标节点的几何坐标,免去了人工部署信标节点的步骤,可适合网络拓扑结构或环境参数频繁变化的场合,该方法在现场实验中导航控制精度可达到0.6 m。

基于多目标群决策协调技术的WSN移动节点导航方法

为高效、低成本地实现无线传感器网络(WSN)移动节点自主导航,提出了一种利用节点间接收信号强度信息(RSSI)和网络拓扑结构实现移动节点自主导航的方法,由多个信标节点组成一个分布式导航子网络,每个节点都有其相对独立的导航目标并会做出有利于自己的决策,采用多目标群体决策协调技术融合多个节点决策信息以获得机器人最终导航控制策略,使整个导航系统达到最优控制。导航算法采用分布式处理技术,使绝大部分数据处理任务都由各个信标节点分布执行,因此很大程度上简化了机器人的设计和硬件成本。仿真和现场实验都表明了该系统的有效性。

基于信道均衡技术的抗多径GPS接收机

多径误差是影响GPS类导航接收机定位精度的主要误差来源。本文使用自适应均衡技术,实时估计和修正码和载波跟踪环中的码延迟和载波相位误差。这种方法从信道上对多径影响进行估计和消除,能有效减少码跟踪误差并从一定程度上提高载波相位的测量精度。

逆向求解整周模糊度的姿态测量方法

导航卫星载体姿态测量是航空、航天、航海和陆地导航中的关键问题。该文提出了一种逆向求解整周模糊度的载体姿态测量方法。基于相位双差观测方程构造适应度函数,采用进化算法搜索得到基线的初始姿态角,并由此求解出双差整周模糊度N,此后基于N实时计算基线姿态。该方法避开了直接搜索整周模糊度,可实现性好,同时又可以保证姿态解算的效率和稳定性。实验结果表明该方法不仅具有很高的测姿精度,而且在动态条件下具有良好的稳定性和动态性能。

基于新型卡尔曼滤波器的组合导航系统

对SINS/DGPS/Magnetometer全组合导航系统进行分析,建立了相应的误差模型和系统观测模型,并提出了一种新的扩展卡尔曼滤波方法对其进行处理,仿真结果表明,该设计改善了系统性能,提高了导航定位的精度、可靠性。

对等结构下的相对导航源选择研究

在集中式与分布式结构基础上建立基于对等式结构的模型,针对对等式结构下无源定位相对导航的源最优选择问题,利用高斯-牛顿法设置相对导航卡尔曼滤波器初值使其快速收敛,定义时间、位置、几何、综合误差因子,设置不同仿真环境研究距离、速度、时间偏差和几何分布位置对相对导航精度的影响。仿真表明,偏差与相对导航精度呈反比关系。当待定位节点与导航源连线夹角为90°时,导航精度最高,导航源直线配置时,宽基线方案的精度要明显优于窄基线方案,且四源定位的精度优于两源、三源定位。本文建立的算法模型能够较好分析不同因素对定位误差的影响。

线振动下惯导平台参数辨识的实现

研究了软性连接条件下线振动试验辨识惯导平台陀螺参数的方法。由于在此条件下原始模型不便用于辨识参数,为此提出了平台漂移的平均模型。对比静态模型指出了线振动对模型参数辨识的实质作用。由于利用平均模型来辨识平台参数存在参数冗余的局限性,因此利用两组不同幅值的线振动试验数据来进行辨识。最后验证了这种辨识方案不仅避免了静态条件下高阶陀螺参数难以收敛的问题,同时也解决了平均模型中参数冗余的局限性问题。

一种改进的捷联惯性/天文组合导航方法

针对传统的捷联惯性/天文组合导航系统(SINS/CNS)不能精确估计加速度计偏置而导致导航误差发散的问题,提出了一种改进的组合导航方法。该方法将与位置相关的高度角误差、方位角误差以及由气压高度表得到的高度误差引入到系统的量测方程中,从而抑制了位置误差的发散,解决了传统方法中加速度计估计位置误差时存在的问题。根据上述原理以弹道导弹为载体推导了组合系统的线性模型,最后通过卡尔曼滤波实现了状态估计。仿真结果表明:该方法的导航精度优于传统方法,有效抑制了由加速度计偏置造成的位置误差,验证了该方法的有效性。