Effect of Solute Elements and Cooling Rate on Strain in Brittle Temperature Range of Continuously Cast Strand

A micro-segregation model of solute elements in mushy zone with δ/γ transformation during solidification was established based on the regular hexagon transverse cross section of dendrite shape proposed by finite difference method under the non-equilibrium solidification condition. The model was used to calculate the non-equilibrium pseudo binary Fe-C phase diagram and the strain of steels induced by variation of temperature in brittle temperature range. On the basis of the phase diagram and the strain, the strain curve in brittle temperature range as a function of carbon content for continuously fast strand was introduced and obtained, Solute elements change the position of the strain curve. And cooling rate changes the position arid the shape of the strain curve. The comprehensive formula of the strain as functions of solute elements and cooling rate in brittle temperature range has been obtained by nonlinear fitting program.

自适应Kalman滤波在光纤陀螺SINS/GNSS紧组合导航中的应用

为了提高光纤陀螺捷联惯性导航系统(SINS)和全球卫星导航系统(GNSS)的组合导航精度和系统稳定性,设计了基于伪距、伪距率的紧组合导航系统模型。针对光纤陀螺的白噪声特点,以及误差不稳定性导致无法精确建模,将残差引入误差方差阵的估计中,提出了一种改进的自适应卡尔曼滤波方法。采用改进的自适应卡尔曼滤波方法滤波得到导航参数的最优估计,然后对系统进行反馈补偿校正,抑制了滤波发散问题,提高了系统的稳定性。稳态测试试验结果表明:设计的光纤陀螺SINS/GNSS紧组合导航系统具有较好的鲁棒性;在三颗卫星的条件下,系统能够在短期内保持较高的导航精度,验证紧组合导航的优越性。

SINS/GPS紧耦合组合导航

针对可用星数目小于4情况下,SINS/GPS松散组合导航必须转为纯惯性状态,无法解决纯惯性导航参数误差发散的问题,提出了以导航星伪距和伪距率为观测量的紧耦合SINS/GPS组合导航方案。建立了紧耦合系统的数学模型,搭建了硬件系统,并应用于工程实践。车载试验结果表明:当可用星数目小于4时,紧耦合系统定位的纬度误差、经度误差小于100 m,且与导航时长无关,而纯惯性系统定位误差随时间发散,0.5 h纬度误差为1000 m,而1 h时纬度误差增至2000 m左右;当可用星数目大于等于4时,SINS/GPS紧耦合模式其经、纬度误差小于10 m,高程误差小于20 m,而松散组合时误差约为前者3倍。

陆用AHRS/GPS紧耦合系统的迭代EKF算法

在AHRS/GPS导航定位中,系统包含有非线性观测量,需要建立实时的EKF(推广卡尔曼滤波器),以通过当前状态Taylor展开来近似非线性。以低成本陆用AHRS(航姿参考系统)/GPS紧耦合导航系统为研究对象,构建了基于伪距、伪距率、航向角组合观测数学模型。作为滤波算法的改进,文中采用了迭代EKF,逼近导航参数的非线性函数,从而得到了自适应的载体参数线性模型。仿真结果表明,该算法模型可使姿态角、速度、位置误差均方差分别控制在120^(?)、0.01m/s和4m以内,导航参数的精度有显著提高。

SINS/GPS紧组合与松组合导航系统性能仿真分析

SINS/GPS组合可以有效提高导航系统的性能。建立SINS/GPS全系统仿真模型,构建SINS仿真器、GPS星座,并给出最佳导航星的选择方法。在建立SINS/GPS组合导航系统状态模型和量测模型的基础上,分别以位置、速度为观测量和以伪距、伪距率为观测量设计了松组合与紧组合导航系统的Kalman滤波器。在相同的条件下,对这两种不同组合模式的导航系统进行仿真验证。仿真结果表明,与松组合导航系统相比,紧组合导航系统的收敛性能更好,尤其是在受到外界干扰或遮挡,使可用的导航星数目不足四颗时,紧组合导航系统具有更好的导航性能。

伪距、伪距率、航向角观测模型的AHRS/GPS QEKF算法

以微小型航姿参考系统/GPS紧耦合导航系统为研究对象,建立了基于伪距、伪距率、航向角的组合观测数学模型.针对微惯性传感器漂移过大的缺点,引入二阶EKF(QEKF)方法,代替传统的EKF算法.根据Taylor展开原理,通过对Hessian矩阵的求解,补偿系统观测方程线性化的二阶截断误差.仿真表明,QEKF所建模型符合实际导航系统要求,可使姿态角、位置误差均方差分别控制在90 s和3 m以内,优于相同条件下标准EKF所解算的导航参数.

无源北斗/惯导组合导航算法研究

针对北斗卫导/惯导组合导航系统设计组合导航卡尔曼滤波定位算法,并对组合导航算法的可观性进行了分析,提出了引入伪距率和前后滤波伪距之差作为观测量改善组合导航系统的可观测性。基于高稳定度的用户时钟,通过仿真验证了伪距率和前后滤波伪距之差观测量都能提供伪距不能提供的额外观测信息,都可以将钟差由不可估计变为可估计,改善组合系统的稳定性,并且提高丢星时的滤波定位精度。因此,在北斗/惯导组合导航系统中引入伪距率或前后滤波伪距之差做观测量是必要而可行的。

基于电离层残差法探测与修复周跳的特性分析

周跳的探测与修复一直是GPS精密定位数据处理中的一个十分重要的任务。介绍了电离层残差法探测周跳的原理,并通过伪距差分约束法来确定和修复周跳,通过Matlab编制了相应程序,并结合实例分析了其在不同采样率下探测与修复周跳的效果,且得到了一些有益的结论。

安卓手机终端原始GNSS观测数据质量分析

为了弥补当前手机端原始GNSS观测数据的定性质量分析相关研究较少的不足,提出通过将手机与测地型接收机同时同地点进行观测的方法来对比分析手机端原始GNSS观测值的数据质量,被评价的手机品牌有华为P10、华为荣耀9和小米8。实验结果表明:大部分智能手机能够观测到单频伪距和载波相位数据,有些最新产品能接收到双频GNSS数据,观测到的GPS和GLONASS卫星数目和测地型接收机观测结果接近;手机端观测有时会出现频繁的信号失锁现象,且载波观测值存在大量的粗差或原因不明确的系统误差;手机端同时刻伪距观测值和载波观测值变化率不一致,判断其原因是伪距和载波观测采用不同的时钟,造成二者钟速之差在观测时段内缓慢变化;手机伪距观测值中误差为4~10 m,BDS卫星伪距观测值精度高于其他卫星;以载波观测值变化率平滑性作为评价指标,手机端载波观测值数据质量比测地型接收机差4~6倍。

空空导弹SINS飞行中对准技术

针对空空导弹捷联惯导系统传递对准的精度和快速性之间的矛盾,设计一种利用弹载北斗卫星导航信息的捷联惯导系统飞行中对准算法,详细推导了惯性系下基于北斗卫星伪距/伪距率的飞行中对准模型,优化了飞行中对准的量测方程,对北斗卫星接收机的钟差和钟漂进行了降维处理。相应的数学仿真试验结果表明,所提算法能够在飞行过程中实现捷联惯导系统的初始对准,在10s内对准精度优于6',同时该算法通过在线标定惯性传感器随机启动误差,能够提高捷联惯导系统导航精度和导弹系统抗干扰能力。

惯性系下GPS/SINS紧组合导航算法研究

针对新一代远程空空导弹的特点,研究了在导弹发射惯性坐标系下,基于伪距/伪距率的GPS/SINS紧组合导航算法,推导了该坐标系下的惯导一阶误差传播方程,建立了该坐标系下GPS/SINS组合导航系统的状态方程和量测方程,并进行了相关数学仿真验证。仿真结果表明,在该坐标系中GPS/SINS紧组合导航算法有较高的导航精度。

BD/SINS紧组合导航及时钟误差处理算法

远距空空导弹飞行时间长,纯惯性导航难以满足高精度要求,而卫星定位/捷联惯性组合导航是解决此难题的一种有效方式,因此,采用基于伪距/伪距率的北斗/捷联惯性组合导航算法,该导航算法使用限定增益Kalman滤波器,对接收机钟差做了特殊处理,使得滤波结果不受钟差影响。仿真表明,该北斗/捷联惯性组合导航算法有较高的导航精度。

伪码测距中处理速率对再生时钟抖动性能的影响

在微小卫星再生伪码测距中,码同步环的跟踪性能是决定测距精度的关键,而数字处理速率对再生时钟性能存在着影响。本文分析了再生时钟抖动性能的影响因素,并用实验验证理论分析结果。分析及实验验证表明,低测距信噪比时的再生时钟抖动主要取决于环路带宽和伪码码片速率,而在高信噪比下却受限于数字处理速率。因此,为了提升再生时钟的抖动性能从而提高再生伪码测距精度,在低信噪比下可通过降低环路带宽和提高码片速率来实现,而在高信噪比下必须提高处理速率。

伪距/伪距率/双差分载波相位组合导航方法

为了提高组合导航的精度,提出了一种伪距/伪距率/双差分载波相位组合导航方法。通过构造双差分载波相位观测量,以消除组合导航中若干误差源,避免整周模糊度的求解。为了避免组合后误差积累发散,引入伪距/伪距率信息,设计了一种新的滤波器。该滤波器能发挥载波相位高精度和伪距/伪距率包含绝对信息的优势。最后利用GPS实测数据和仿真惯性导航数据进行组合导航试验。试验中对比了伪距组合、双差分载波相位组合等常见组合导航方法。两小时试验结果表明,提出的组合导航方法比传统伪距组合方法的平均水平定位精度高61.13%,方法可行。

基于伪距/伪距率的弹载捷联惯导传递对准精度评估

针对空空导弹的传递对准精度评估问题,提出了采用GPS伪距/伪距率作为观测量的传递对准精度评估方法。在建立传递对准精度评估模型后,采用RTS固定区间最优平滑算法对传递对准精度进行评估。针对所提出的评估方法设计了评估软件进行仿真验证,结果表明所提出的评估方法能够对传递对准的精度进行有效的估计。

惯性卫星紧组合导航系统仿真分析

针对SINS/Satellites进行松组合的不足,直接利用卫星信号接收机原始测量信息(伪距、伪距率),实现紧组合,来提高组合导航系统的精度和抗干扰性。文中详细推导了紧组合导航系统的伪距、伪距率误差模型,以伪距、伪距率差作为输入进行反馈,不仅当可见星数目小于4颗的时候,可以进行反馈,保证了一定的导航精度,而且可以用INS提供导航信息辅助接收机快速捕获卫星信号,这就提高了组合导航系统的容错能力。设计了SINS卫星紧组合导航系统的Kalman滤波器,并进行仿真验证,结果表明,SINS卫星紧组合较松组合有明显优势。

北斗组合动态定位算法稳定性分析

该文针对北斗卫星定位系统和惯性导航系统提出组合导航卡尔曼滤波定位算法,对组合导航滤波算法的可控性、可观性进行了分析,并用数值分析方法从可观性定义出发分析了各个状态的可观测度,从稳定性的定义出发分析了组合算法的稳定性和渐进稳定性。由于双星时不能对钟差滤波,所以对滤波定位观测模型进行了改进,引入伪距率和惯性器件输出的加速度作为观测量。仿真表明改进方案大大提高了组合定位系统的工作稳定性,抗突发性误差的能力提高了一个数量级,而且双星的情况下可以对钟差滤波。

同时传输遥测和伪码测距信号的GMSK技术

介绍了一种同时传输遥测和伪码测距信号的GMSK(高斯最小偏移键控)技术,分析了其调制及解调原理,推导了相关调制、解调及频谱公式,并与UQPSK(非平衡四相相移键控)体制进行了比较。通过对其频谱及误码性能的仿真分析得出,在非线性信道和高码速率下,基于GMSK体制的遥测和伪码测距系统比基于UQPSK体制的系统在包络恒定和频谱利用率方面具有明显优势。

人工神经网络改进的AHRS/GPS紧耦合滤波算法

以陆用AHRS/GPS紧耦合系统为研究对象,建立了基于伪距-伪距率-航向角的组合观测数学模型,采用RBF网络辅助的EKF导航滤波器,逼近组合系统的非线性特性,实现自适应的导航参数解算。仿真结果表明:方法可快速、准确地逼近系统非线性模型,估算的姿态角误差均方差较标准EKF减小了约5.9%～22.8%。在传感器精度有限的情况下,所获得的导航精度和动态性能均有提高。

卡尔曼滤波在DGPS用户中的应用研究

研究了DGPS (差分全球定位系统 )用户对接收到的伪距改正量 (PRC)及伪距改正量变化率 (RRC) ,采用卡尔曼滤波进行预处理的方法 .建立了数学模型 ,通过计算机仿真与验证结果表明 :滤波后用户的PRC精度可达到约 0 .1m (靠近基准站时 )和 0 .6m (远离基准站时 ) .该方法可以有效地提高DGPS用户的定位精度 .