多子阵合成孔径声呐6阶方位空变运动补偿快速算法

为解决6自由度运动误差存在情形下的多子阵合成孔径声呐快速运动补偿与成像问题,本文提出一种多子阵合成孔径声呐6阶方位空变运动补偿快速算法。在考虑6自由度运动误差随方位时间6阶空变特性的基础上,对双根号形式距离历程进行泰勒级数展开并保留至6阶项,进而推导得到严格解析的点目标响应二维谱,通过对传统四阶模型的距离多普勒算法进行改进,同时实现了6自由度运动误差的快速补偿和图像重建。仿真分析和实测数据成像结果表明了所提算法的有效性和高效率,可为大场景宽测绘带多子阵合成孔径声呐快速运动补偿和高分辨成像提供理论依据。

高精度五轴龙门数控加工中心综合误差建模与辨识

针对五轴数控机床在加工过程产生的多类别融合误差影响着机床加工精度的问题,提出一种基于误差耦合的综合误差模型建立方法。从误差源的角度出发,分析影响机床加工精度的主要因素,探究不同误差对机床加工精度的影响。在此基础上建立了目标机床的拓扑结构和低序体阵列,从而完成了基于多体系统理论的理想状态和实际状态下的综合误差齐次坐标变换矩阵的推导,由此建立起目标机床的综合误差模型,并给出了综合误差模型正确性的验证。提出了一种先插值后拟合方法对五轴数控机床误差进行拟合。实验结果表明,该方法可有效地处理误差波动较大的数据,相较而言,拟合偏差降低了3.04%,提高了五轴数控机床综合误差模型精度。

星载InSAR基线构型测量误差模型与灵敏度分析

为避免双天线InSAR系统基线测量动态监测过程中引入误差,影响基线测量精度,对基线长度与角度测量过程中的可能误差进行定性与定量分析。采用坐标变换法建立系统误差数学模型,明确测量系统的误差来源。提出误差灵敏度概念,对误差项进行定量计算,并对每一自由度的误差源进行灵敏度分析,进一步形成综合误差定量合成结果。根据误差灵敏度系数给出一组精度反演误差分配案例。最后,依据蒙特卡洛法在MATLAB平台闭环验证精度量化分配方法的可行性与稳定性。仿真分析结果表明,激光视觉三轴位置的测量精度要求为300μm(3σ),三轴角度的测量精度要求为50″(3σ),即可满足基线长度精度1 mm(1.6σ),基线角度精度2″(1.6σ)。通过本方法可由测量环境条件输入直接获得基线测量的精度,根据灵敏度系数对误差分配进行反演可以得到系统最优布局,其结果可为测量系统的方案设计与精度分解提供有效指导。

多轴数控机床的通用运动学综合空间误差模型

提出了一种适用任意结构多轴数控机床的新通用运动学综合空间误差模型。该模型包含了由于制造、安装、运动控制不精确和刀具、床身、工件热变形以及其它因素引起的初始位置误差与运动误差 ,反应了机床误差的实际变化规律 ,对机床工作区误差适时全补偿特别有效。为了发展该新型误差模型 ,运用了多体系统运动学理论和齐次变换矩阵。最后 ,利用所述建模理论和方法 ,给出了 3轴立式数控机床的空间误差模型表达式 ,并分析了其

基于灰色综合关联度的数控机床热误差测点优化新方法及应用

针对机床热误差建模技术当中温度布点选取的问题,提出了基于灰色综合关联度进行数控机床热误差建模的关键温度测点选取的新方法。将该方法应用于一台数控车削中心的实验研究,将原有16个温度测点减少至4个。通过同已有方法的比较表明,该方法具有计算简便,判据简易、明晰的优点,能够较大幅度提高所建立模型的鲁棒性。

分布式相参雷达基线选择与标定误差分析

分布式孔径相参合成雷达一个显著的特点是能够对目标进行收发全相参合成探测,实现能量的最大化利用。要实现对目标的相参探测,单元雷达布站需遵循一定的基线选择准则,分别从回波相关、信号相参、目标分辨和阵面遮挡4个方面给出了雷达基线的选择准则;在此基础上,通过理伦分析和仿真验证得出基线标定误差不会对联合阵列波束指向产生影响,即基线标定误差不会引入角度指向误差;最后分析了阵面指向误差对联合阵列天线方向图和联合天线增益的影响,由于引入了相位差,使得联合阵列天线方向图副瓣电平随着阵面指向误差的增大而逐渐抬升,同时,造成联合天线增益出现损失。

综合孔径微波辐射计信道误差分析与标定

本文首先建立了综合孔径微波辐射计的信道模型 ,在此基础上分析了信道的幅度相位不平衡以及信道间串扰对反演亮温的影响 ,并给出了系统仿真结果 .本文还提出了一种新的系统定标方案 ,与传统定标方法相比 ,该方法可以非常方便的获取高精度的系统调制G矩阵用于亮温反演 .

InSAR误差建模与误差估计方法

针对干涉合成孔径雷达(InSAR)系统的误差问题,对系统各种误差源按照误差特性进行分析和分类,通过误差传递分析,建立了InSAR测高误差的参数化模型.在此基础上,利用地面控制点,通过最小二乘法得到整个测绘带内的系统性高程误差分布,进而根据各类误差对测高误差的影响规律,分别将恒定误差、缓变误差和随机误差分类提取出来.仿真结果表明了该方法的有效性.

大型合成孔径望远镜标准化点源敏感性分析

为了更好地对大口径光学系统进行误差分析、分配,本文在美国TMT主镜团队所提出的"标准化点源敏感性"的基础上,研究了大口径合成孔径望远镜各项误差的特性及其分配。首先,对"标准化点源敏感性"的基本性质进行了研究,论述了其作为大口径合成孔径望远镜全频域评价指标的优越性;之后,分析了不同误差源对合成孔径望远镜"标准化点源敏感性"的影响,以及在不同评价尺度下对应的标准化点源敏感性;最后,利用标准化点源敏感性与斜率均方根之间的关系,针对合成孔径望远镜子镜间相对位置误差存在封闭性的特点,提出了基于"Brownian Bridge"过程与"标准化点源敏感性"的误差模型。本文的工作对于类似的大口径系统设计与检测也有着一定指导意义。

机载双天线InSAR数据生成高精度DEM的误差分析

结合机载双天线干涉合成孔径雷达（InSAR）正侧视成像模型，分析了机载双天线InSAR数据处理中存在的影响数字高程模型（DEM）高程精度和点位精度的主要因素，包括平台高度、斜距、干涉相位、基线长度、基线倾角、中心多普勒频率以及载机姿态，着重分析了平台高度、基线长度、基线倾角以及侧视角等因素的变化与DEM误差之间的关系。选用机载双天线InSAR数据进行了干涉实验，并对生成的DEM进行了误差分析，实验分析结果和误差定量分析的结果相一致。对机载双天线InSAR数据处理进行误差分析有利于提高DEM的高程和点位精度，也有利于机载双天线InSAR系统设计及飞行试验设计，因而具有重要实用意义。

基于二次曲面拟合的GBSAR大气扰动误差模型研究

大气扰动误差是地基合成孔径雷达(GBSAR)观测的主要误差之一,它与大气环境的变化密切相关,受大气扰动干挠影响随时间和空间的变化而发生改变。通过分析大气扰动误差在时间和空间上的变化特性,采用二次曲面函数建立大气扰动的分布模型,利用多个固定点解算模型参数,进而估算整个测区任意位置的大气扰动误差。试验结果表明,该方法有效改正了大气扰动误差,提高了GBSAR观测结果的精度。

基于双基模型的多接收阵合成孔径声纳CS成像算法

针对多接收阵合成孔径声纳(SAS)的传统快速成像方法较难实现高阶空变系统误差补偿的问题,将多接收阵SAS看成多个双基地声纳的组合,并利用根式的等价变换和泰勒级数方法,提出了一种充分考虑"停-走-停"近似的多接收阵SAS线频调变标成像算法。基于多接收阵SAS方位空不变和距离空变特性,在二维空域内研究了距离延迟误差,结果表明,基于双基模型的成像方法能够满足合成孔径高分辨成像。仿真和实测数据处理结果进一步验证了该方法的有效性。

干涉合成孔径雷达基线误差最优化校正方法

针对传统干涉合成孔径雷达基线校正方法没有遍历最大可能误差范围内的全部坐标,导致最大偏差值和均方根误差大的问题,提出干涉合成孔径雷达基线误差最优化校正方法。根据合成孔径雷达与基线的定义,构建基线模型,获取初步基线值;确定校正对象并计算相位差,遍历最大可能误差范围内的全部坐标,得到与真实阵列坐标重合的坐标值,获取固定的相位差,校正干涉合成孔径雷达基线误差。实验结果表明,所提方法能够有效地降低最大偏差值和均方根误差,完成干涉合成孔径雷达基线误差的最优化校正。

一种新的非线性模型预测UPF算法

针对现有导航解算中将模型误差作为过程噪声,并假设为高斯白噪声来处理,可能会引起较大的估计误差,甚至导致滤波器发散的问题。文章以提高导航解算精度为目的,在吸收非线性预测滤波和粒子滤波优点的基础上,提出一种新的非线性模型预测Unscented粒子滤波算法。该算法在建立系统模型时顾及了模型误差,对模型误差进行实时估计,并利用该估计值对包含模型误差的非线性、非高斯系统模型进行修正,从而提高了导航解算精度。将提出的算法应用于捷联惯性导航(SINS)/合成孔径雷达(SAR)组合导航系统进行仿真验证,并与预测滤波和Unscented粒子滤波进行比较,结果表明,提出的新算法不但滤波性能明显优于预测滤波和Unscented粒子滤波,而且能提高导航解算精度。

轴向磁通切换永磁电机双矢量合成模型预测磁链控制

为了减少轴向磁场磁通切换永磁电机(axial field flux-switching permanent magnet machine,AFFSPMM)的转矩和定子磁链脉动,提出一种磁链矢量跟踪误差最小化的双矢量合成模型预测磁链控制(two-vector synthetic model predictive flux control,TVS-MPFC)方法。首先,为了消除传统模型预测转矩控制(model predictive torque control,MPTC)价值函数中的加权因子,推导TVS-MPFC的等效价值函数;然后,根据无差拍控制估算参考电压矢量;接着,在一个控制周期内,采用双电压矢量的控制方法来提高控制系统的稳定性,其中第一个电压矢量直接选定为有效矢量,而第二个电压矢量在有效矢量和零矢量之间进行选择;最后,根据磁链矢量跟踪误差最小化原理,确定所选电压矢量的占空比。通过仿真和实验验证了所提控制策略的正确性和有效性。结果表明,与传统MPTC和DB-MPFC相比,所提TVS-MPFC改善了AFFSPMM控制系统稳态性能,特别是在低速和超低速运行的工况下效果更明显。

渐消自适应Unscented粒子滤波及其在组合导航中的应用

提出一种新的渐消自适应Unscented粒子滤波算法,通过Sigma点来获取状态估值和协方差阵,利用渐消因子自适应的调节权值大小,得到一种参数可调节的重要性密度函数。该重要性密度函数考虑了最新量测的影响,更合理地利用有效信息,保证了粒子多样性,使滤波性能明显改善,能更好地解决非线性非高斯系统模型的滤波问题。将提出的算法应用于SINS/SAR组合导航系统中,与扩展Kalman滤波和渐消自适应扩展Kalman滤波比较,仿真结果表明,提出的滤波算法能提高导航解算的精度,其性能明显优于扩展Kalman滤波和渐消自适应扩展Kalman滤波。

基于多元回归模型的GB-SAR监测误差改正及形变分析

针对基于地基合成孔径雷达(GB-SAR)露天矿边坡监测原始影像干涉相位误差改正不准确导致形变数据精度偏低的关键问题,以马兰庄露天铁矿GB-SAR原始影像为数据源,对原始影像干涉相位误差来源和分布特征进行了分析.提出了利用三重阈值提取PS点和高质量PS点的方法,并基于高质量PS点相位与像元坐标建立了多元回归模型.依据该模型对PS点进行相位改正以获取准确形变相位和单幅影像形变量,并在时间序列上进行叠加分析.研究结果表明,基于多元回归模型的GB-SAR形变监测误差改正方法可以准确改正GB-SAR形变监测误差,提高了形变监测数据的精度.

跟随模式BiSAR动目标成像

机载双站合成孔径雷达(BiSAR)对地面运动目标的检测与成像是雷达成像技术中一个重要研究内容.当地面目标运动时,目标回波信号方位向多普勒频率发生变化,带来图像位置偏移和散焦等问题.文中给出了跟随模式的BiSAR几何结构,在此基础上建立了地面成像区域目标的运动模型,进而研究了目标的不同运动分量对BiSAR成像的影响和BiSAR对动目标的检测和成像技术,并给出了计算机仿真结果.

THG400卧式加工中心误差分析与建模

分析THG400卧式四轴加工中心机床结构,基于多体系统理论建立卧式四轴加工中心的综合空间误差模型,分析机床某相邻体间变换特征矩阵运算方法;给出机床综合空间误差模型实际应用的基本思路,建立的综合空间误差模型能全面准确地为数控机床误差补偿的实际应用提供理论基础。

空间参考模型软件性能分析

空间参考模型是虚拟环境数据表示与交换的关键技术之一,也是精确描述和快速处理空间信息的基础。空间参考模型的数学基础是抽象坐标系的张成函数、参考基准和影射、坐标变换算法。数学分析表明,坐标变换的误差主要来源于算法中对张成函数的近似或者逼近处理。通过引入误差球的概念,可以定量分析各种坐标变换的最大误差。测试数据表明,在6000公里的高度范围内,坐标变换的最大计算误差不超过1.2毫米,平均计算时间不超过6微秒。对于大多数的仿真应用,空间参考模型软件的计算精度可以保证足够的空间一致性。