EKF和UKF算法在双观测站纯方位目标跟踪中的应用

为了对水下运动目标进行实时跟踪,以静止双观测站纯方位跟踪系统为研究对象,分别结合扩展卡尔曼滤波(EKF)算法和无迹卡尔曼滤波(UKF)算法的原理,对基于EKF和UKF算法的双观测站纯方位跟踪系统进行了仿真分析及比较。结果表明,基于2种算法的双观测站纯方位系统都能适用于水下运动目标实时跟踪,但后者具有更快的收敛速度和更好的鲁棒性。同时,分别分析了双站距离和方位角量测误差对实时跟踪效果的影响,仿真结果表明, 2个观测站距离过近或过远都会降低目标跟踪的效果,基于EKF和UKF算法的双观测站系统在两站距离800 m时都能得到较满意的跟踪效果;随着方位角量测误差的增大,基于2种算法的双观测站系统的跟踪性能都会下降,但UKF算法在EKF算法跟踪失效时仍然具有较好的跟踪性能。

利用双观测标管片尺计算管片姿态的方法

针对现阶段利用单测标管片尺,未顾及水平误差以及沿线路方向的纵向误差计算地铁盾构管片姿态的不足,本文推导了一种基于双观测标、自由放置管片尺计算管片姿态的完整数学模型,并通过工程实例,验证了该模型的正确性。

卫星动量轮闭环系统的U IO双观测器故障诊断

本文对于卫星动量轮闭环系统提出了一种基于UIO双观测器的故障诊断方法,该方法通过分析观测器残差向量的变化来分离执行机构、传感器及系统参数故障,并且可以通过隔离观测器反映出传感器的故障模式。文中首先对闭环系统故障诊断特点、UIO故障诊断方法及卫星动量轮闭环系统进行了简要介绍;接着分析了UIO双观测器法应用的条件;然后引入卫星动量轮闭环系统的模型;最后通过仿真实验证明利用本文中所提出的方法可以成功地诊断并分离出执行机构、传感器及系统参数的故障,并在传感器故障时可以确定出故障模式。

基于双观测器的无刷电机闭环系统故障诊断

介绍了一种基于双观测器的故障隔离方法。通过设计一个不受敏感器故障累积效应影响的特殊观测器与另一个常规观测器联合起来检测和隔离传感器及执行机构的故障。对双观测器的故障诊断方法进行了改进,并将改进算法应用于无刷直流电机闭环系统的故障检测和隔离。通过仿真结果可知,对于无刷电机典型的输入、输出型故障,用该方法可以准确定位和隔离。

面向双观测站定位系统的CCD标定技术

标定是立体视觉测量应用中的关键环节,采用有效的标定方法将获得更加精确的立体视觉测量结果。以双观测站定位系统为研究对象,结合摄像机针孔成像原理,在Zhang平面模板标定基础上进一步改进,实现了单摄像机、双目CCD以及双观测站系统之间的标定。详细阐述了系统坐标转换原理、分布式的参数优化方法以及标定实现过程。试验表明,该标定过程能够精确、有效地获得摄像机参数以及观测站位置关系,为进一步精确定位解算提供了有效的数据支持。

二维双观测站纯方位系统的可观测性

在二维空间中,针对作匀加速直线运动的目标,利用双观测站得到的测量角,讨论了等速直线运动的双观测站纯方位系统的可观测性问题。首先在理论上证明了目标作匀加速直线运动,单观测站作匀速直线运动时的目标参数的部分可观测性。进而对于双观测站情形,利用每一个观测站求解出的关于目标的部分参数满足的方程,通过研究方程组的解的存在性,得到了整个系统可观测的一些充分条件和一个充要条件。

双观测站水下纯方位多目标跟踪的数据关联算法

针对双观测站纯方位系统在定位多个目标时,产生的大量虚假定位点使得量测数据依据目标数量和虚假量测数量都呈平方倍数增长的问题,文中在最近邻域法(NNF)的基础上增加了一组事件,考虑了跟踪门内不存在有效量测的情况,改进得出修正最近邻域法(MNNF);简化了联合概率数据互联算法(JPDA)的计算步骤,对公共区域中的量测统一做弱加权,提出了修正概率数据关联算法(MPDA),并对以上方法做了仿真及比较。结果表明,利用该2种方法在双观测站纯方位系统存在"鬼点"的情况下有较为理想的估计结果,并且MPDA算法的效果明显优于MNNF算法,可有效跟踪目标。

基于双观测站的水下机动目标被动跟踪

为了对水下机动目标进行航迹跟踪,采用双观测站被动跟踪系统,解决了单观测站利用纯方位角信息进行跟踪时的不可观测问题,建立了目标状态方程和被动观测方程。将扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)与交互式多模型算法(IMM)相结合,应用于被动跟踪系统中。仿真结果表明,2种算法都能适用于水下机动目标被动跟踪。随着测量误差的增大,IMM-UKF算法比IMM-EKF算法表现出了更好的稳定性和更高的跟踪精度。

基于双观测值之差计算距离观测量精度的方法

以某导线边为例,对其距离中误差的计算进行了分析。将该导线边进行分段丈量,并进行了往返观测。然后基于双观测值之差,计算了每一段的距离中误差,计算了该导线边总长度平均距离的中误差。结果表明,利用该方法可以求得任意真值未知的观测量的中误差,同时该方法容易操作,计算方便。

未知死区输入非线性系统的双观测器动态面控制

针对一类含死区输入的严格反馈非线性系统,提出基于双观测器的自适应鲁棒控制算法.动态面的每一步设计中,第1观测器即跟踪信号观测器对指令信号进行观测,并得到指令信号的差分信号,消除传统动态面控制中计算复杂问题.第二观测器即扰动观测器在线估计高阶动态面控制系统中每一步的不确定模型,与跟踪信号观测器实现双反馈控制,提高控制效果.通过李雅普诺夫方法分析了自适应鲁棒控制器的输入输出有界的特性.最后,实验验证基于双观测器的自适应鲁棒控制器的性能,结果表明本文方法控制效果较好.且采用反双曲正弦函数建立观测器,参数调节少,利于工业应用.

矿井大型导线控制网双观测平差模型

矿井导线网平差的特点是2类观测值(测角和量边)数量相当,多余观测量相对较少。为了提高矿井大型导线控制网的平差精度,根据矿井导线控制网往返观测及验后估计需要多余观测数较多的特点,提出了双观测平差模型。相对于经典平差模型,该模型条件方程个数较多,容易满足验后估计的可估条件,从而可通过后验估计合理定权来提高矿井大型导线控制网的平差精度。以某矿井大型导线控制网的实测数据为例进行了平差计算,结果显示:经典平差模型求得的3条已知边的方位角平差值与真值之差依次为-7″、-62″、-54″,而新提出的双观测平差模型所得出的平差值与真值之差依次为-10″、-12″、-15″,这说明双观测平差模型通过Helmert方差估计能够合理定权,可更准确地计算出各网点的平差值,具有一定的实用性。

牛顿环实验的双观测数据处理

牛顿环实验的双观测数据处理王德新（武汉工学院物理教研室４３００７０）牛顿环实验的数据处理，文献［１］及文献［２］已有详细的讨论，木文旨在将牛顿环实验的观测数据转化为双观测数据，通过随机化处理，以获得更为合理的误差估算．设测得暗环相应级次的读数值为：左...

基于双平台协同观测的空间目标精密定轨技术研究

针对单星观测平台在仅测角条件下对空间目标进行定轨的不适定,导致定轨精度较低的问题,为提升定轨精度,设计了一种基于双平台协同观测的空间目标定轨方法。首先,通过将双平台观测视为双目观测系统,并利用三角测量原理实现目标空间位置解算;然后,将解算的目标位置与测角信息联合输入至无迹卡尔曼滤波算法;最后,通过目标状态预测、观测预测、无迹变换和状态更新等步骤实现目标轨道确定。仿真实验结果表明:所提方法能够在18 min内实现目标轨道参数精确反演,目标平均定位误差小于150 m。

浮子水位、雷达水位双备份观测系统设计

珠江口水文信息系统的水文观测站都是无人站,采用的均是浮子式水位计,且数量逐年增多,发生故障后,修复时间长,造成数据缺测。为了解决这个问题,本文提出使用浮子水位、雷达水位双备份观测方式,数据中心可以通过人工干预或系统自动智能诊断方式分时间段分别从浮子水位、雷达水位中挑选数据作为该站点的实际连续观测数据。本文阐述浮子水位和雷达水位双备份观测的实时数据传输系统组成及工作原理,并通过对浮子水位、雷达水位观测数据的对比分析,验证数据中心通过这种分时间段组合挑选的数据具有连续性、有效性,可作为观测站的实际观测数据,浮子水位、雷达水位双备份观测系统可以应用在珠江口水文信息系统或类似观测领域。

一种基于双位置观测器的永磁同步电机低速无位置传感器控制方法

为了实现永磁同步电机低速段无位置传感器控制系统对转子位置的快速跟踪和对转速信号的低噪声估计,该文提出了一种基于锁相环与滑模观测器的双位置观测器控制方法。该方法利用两组坐标变换实现了高频信号注入过程与磁场定向控制的解耦,通过改变滑模观测器增益与转速环闭环带宽的方式实现稳态时低噪声、暂态时低延迟的信号估计。控制器参数基于闭环带宽进行设计,避免了低通滤波器的使用,从而简化了控制系统。针对带宽切换过程,该文提出了一种切换策略,利用转速环与滑模观测器中的积分环节,实现了平滑的带宽切换。最后通过实验验证了所提方法的有效性。

基于双观测器并行结构的四旋翼无人机故障检测与重构

以四旋翼飞行器执行单元增益型故障的检测与重构为研究内容,设计基于滑模观测器的故障检测算法.针对飞行器姿态控制系统的驱动单元冗余特性,提出一种并行双降维观测器与超螺旋算法相结合的故障重构算法.对所提出的算法进行了理论分析,并通过数值仿真验证了所提出算法的有效性.

GPS载波定位中双差观测值权的合理确定

在GPS载波定位中双差观测值权的确定较为重要,本文在简要介绍了两种常规定权方法之后首次提出了“高度角定权法”,并以某大型水电站的实测数据分析了三种定权方法对基线坐标解算结果精度的影响,数据结果清楚地表明本文提出的“高度角定权”能有效地提高基线坐标解算结果的精度。

第二代小波在GPS双差观测值消噪中的应用

讨论第二代小波变换的基本原理和变换过程,并将第二代小波变换引入到GPS数据处理中。实验证明,第二代小波变换对GPS信号去除高频噪声具有一定的效果。

一种有效的GNSS双差观测值组成方法

针对目前常用的GNSS双差观测值组成方法所存在的缺点,提出一种基于全局搜索的双差映射算法,并利用实测数据对各双差方法进行了比较分析。结果表明,基于全局搜索的双差映射算法适用于所有观测环境,且所得双差观测值个数与参考站-参考星法差别不大,是一种较为理想的双差映射方法,可以在科研生产中推广应用。

核磁共振测井双等待时间观测方式及分析方法

由于储层中油、气和水具有不同的核磁共振弛豫响应特征,为此,核磁共振测井设计了双等待时间观测方式以检测储层中的烃,并能够实现储层流体的定性和定量评价。讨论了核磁共振测井双等待时间观测方式的流体的弛豫机理和资料采集过程,给出了参数设计的基本方法。详细讨论了核磁共振双等待时间测井数据的定性分析方法,即T2域差谱分析方法、指数参数法和时间域分析法,构造了一个指示参数,建立了相应的评价标准;推导了时间域分析定量计算的公式,并给出了一些关键参数的选择方法。实际应用证实,对双等待时间观测数据的定性和定量计算方法对于油气识别与评价是有效的。