机载POS系统用于航空遥感直接对地目标定位的精度分析

利用实际航摄资料评价了WGS 84和国家80坐标系下机载POS(position and orientation system)系统直接对地目标定位的精度,分析了不同大地水准面拟合方法对高程精度的影响,检校了POS系统的视准轴误差,讨论了检校场的检校结果。试验表明,基于POS系统的航空遥感直接对地目标定位至少需要利用带有1个平高地面控制点的检校场对POS系统进行检校才能消除系统误差;在WGS84坐标系中,可以获得较高的定位精度,而转换到国家80坐标系下,必须对高程进行大地水准面拟合改正。

基准站设置对POS系统定位精度的影响

利用实际航摄资料分析了地面基准站设置对机载POS系统定位精度的影响,比较了利用其定位结果进行POS辅助空中三角测量和直接对地目标定位的精度。实验表明,架设GPS基准站可以明显提高POS系统定位的高程精度,无地面基准站的POS系统定位结果可满足1∶50000小比例尺航测成图的精度要求。

一种基于POS系统的航空相机目标定位方法

为实现对拍摄区域目标准确与快速的定位,提出一种针对仅依靠宽幅面阵航空相机进行无源目标定位的定位算法.利用与相机刚性连接的定位定向系统测量相机曝光时刻的位置与姿态信息,恢复摄影光束的空间位置.选取适当的物方坐标系,通过坐标变换建立共线方程,利用单幅相片辅以地面高程信息求解目标的大地坐标信息.分别采用全微分法与蒙特卡洛法建立误差模型并进行仿真计算.采用某相机挂飞数据验证算法的有效性,在飞行高度为5 000m时,定位精度可以达到30m以内,精度指标满足工程需要.

一种补偿POS定位测姿系统误差的新方法

提出一种无需通过检校场而在POS辅助光束法区域网平差中自检校并消除POS定位测姿系统误差的新方法.在推导POS严密观测方程的基础上,给出了补偿POS平移和漂移系统误差的具体过程,研制了试验原型系统WuCAPS.通过对摄自中国营口市郊一平地1:2500和新疆沙漠地区一高山地1:32000两组比例尺影像的处理,检验了不同地面控制条件下POS辅助光束法区域网平差消除POS系统误差的效果.结果表明,对平地大比例尺影像在区域四角布设4个平高地面控制点、对高山地中小比例尺影像在区域中央布设1个平高地面控制点,POS辅助光束法区域网平差能彻底消除POS定位测姿的系统误差,测定的影像定向参数可满足航测地形测图的要求.这不但验证了所建立数学模型的正确性和方法的有效性,而且避免了使用POS系统须设立专门检校场的繁琐检校,简化了POS系统的现行操作规程、降低了使用成本,为POS系统的大规模使用奠定了理论基础.

航空摄影测量中机载POS系统的高精度定位定向技术研究

定位定向系统(Position and Orientation System,POS)是航空摄影测量设备中的机载基准传感器,由卫星导航系统、POS系统计算机构成,可以实时获取到载体速度、姿态、位置等信息,将POS系统应用在测绘领域之中已经受到了广大专家学者的认可,但是,如何提升POS系统的精度依然是一个难题,本文主要分析航空摄影测量中机载POS系统的高精度定位定向技术。

定位定向系统长时间姿态精度保持方法与实现

随着武器装备的换代升级,对其定位定向系统的性能提出了更高的要求,特别是长时间姿态精度保持能力。针对某型武器装备对定位定向系统姿态精度提出的要求,在充分分析武器装备作战特性的基础上,提出了一种新的零速修正与卡尔曼滤波相结合的长时间姿态精度保持方法。建立了该方法的合适的状态方程和量测方程,并完成了车载试验验证。试验结果表明,提出的新的长时间姿态精度保持方法可有效地提高定位定向系统姿态精度,满足性能指标要求,从而为武器装备配套打下坚实基础。

舰载POS MV数据采集与处理技术的水上定位性能

为提高水运工程复杂作业环境舰载水下声学设备的定位能力,研究了舰载POS MV系统组成单元及搭载的Applanix IN-Fusion GNSS INS组合定位基本原理。基于POSPac MMS构建了4种POS数据后处理模式选择策略及方法流程,形成了舰载POS数据采集与处理核心技术体系。依托温岭航道疏浚工程扫测项目开展离岸35 km持续2.17 h的POS MV WaveMaster数据采集及处理工程实践。研究结果表明:1)POS MV在非星站差分情况下,其实时定位平面、高程精度均为米级,横纵摇、艏向平均精度分别为0.026°、0.029°。2)在POSPac MMS的PP-RTX和SingleBase后处理模式下,平面、高程定位精度提高至2~3 cm,横摇、艏向平均精度分别提高至0.012°、0.015°,真垂荡数据中误差稳定在0.01 m。3)POS MV可以实时获取稳定、有效的惯导数据,辅助后处理技术能够为水运工程提供准确的位置和姿态信息。

航空摄影测量中POS系统高精度定位技术

航空测量及摄影,是依托某一航摄仪器,在飞行状态之下连续予以摄影。它关联着地表选出来的控制点,选取立体测绘。这类独特测量,可获取最为精准的数值,属于必要手段。在这之中,POS含有定向及定位,它是机载架构下的传感器,含有导航体系。依托POS体系,随时获取传递过来的载体姿态、载体飞行速率、各类方位信息,定位十分精准。依照相位差分,可以拟定0.1米以内的精度偏差。为此,有必要明晰POS这样的精准定位,摸索定位技术。

基于光束法平差的POS系统视准轴偏差检校

航空摄影测量的直接地理定位(direct georeferencing,DG)必须首先进行惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)和传感器间的视准轴偏差(boresight misalignment)检校。提出了一种简便的定位定向系统(position andorientation system,POS)辅助光束法平差检校模型,推导了其基础误差方程,并通过2个试验区验证该方法检校结果与商用软件CALQC的检校结果基本一致。通过直接地理定位互差和上下视差比较,证明用本文方法进行的视准轴偏差检校是正确有效的,检校后的外方位元素可直接用于1∶10 000比例尺的高山地区地形图测图。

虚拟现实系统头盔与数据手套的三维精确定向与定位系统与设计

讨论了一种新型的基于超声波测距的高精度三维定位定向系统的原理与设计。这种三维定位定向系统采用波头计数与零交叉点检测的方法来提高超声波测距精度 ,并通过三角形方法来实现三点所在平面的位置与姿态。这种新型的三维定位定向系统具有精度高、成本低、易于安装、体积小、抗电磁干扰能力强、对光线不敏感、无电磁辐射等优点。本系统不仅可广泛应用于虚拟现实系统头盔和数据手套的三维定位定向 ,还可应用于机器人控制与定位定向和多媒体系统等领域。

捷联惯性/里程仪组合定位定向系统方案设计及仿真计算

针对车载定位定向系统中存在的缺陷,设计了一种新的车载定位系统。完成了由低成本、高可靠性的捷联惯性参考系统与高分辨率里程仪组成的捷联惯性/里程仪组合定位、定向系统的方案设计及仿真计算。仿真结果表明,系统对姿态角、航向角等误差具有极高的在线对准及标定精度。组合系统无需停车,可进行零速校正。

航空摄影测量中POS系统高精度定位技术

航空摄影测量中摄影成像受飞行载体运动影响较大,因而对摄影机载运动测量传感器POS系统提出较高的精度要求。对于这类摄影,POS 创设了高精度情形下的定位途径。POS被用于航空范畴内的精准定位,构建误差模型,采纳双向滤波。构建起来的这类系统,含有优化后的新滤波器。对比传统方式,这类定位凸显了更高水准的精度。

一种提高车载定位定向系统定位精度的方法

在车载定位定向系统中,通常采用停车修正或引入GPS等外信息校正系统,这会降低陆地武器装备的战场生存能力和自主性。基于上述情况,分析了惯导系统以及与里程计构成的航位推算系统的误差模型,得出了惯导系统短时间内定位精度高以及航位推算系统定位误差随时间增长缓慢的规律。据此推导并提出了一种提高系统定位精度的方法,该方法不需要停车或外部信息,首先利用惯导系统对航位推算系统进行校正,估计出里程计标度因数误差和载车的安装误差并进行补偿;之后利用航位推算系统对惯导系统进行校正;采用加权函数对系统位置输出进行加权优化处理。理论分析和仿真实验表明利用此方法在2 min内能估计出里程计标度因数误差和载车的安装误差,估计精度在90%以上;加权后的位置输出精度在0.2%D(D为里程)以上。

战车用惯性定位定向系统的支架误差分析及补偿

战车用惯性定位定向系统由于采用双轴陀螺平台结构,不可避免地存在着支架误差,从而影响系统航向精度。应用球面三角法和方向余弦矩阵法分别推导出双轴陀螺平台的支架误差公式,发现由这两种方法推导出来的公式计算结果是一致的。最后通过数学仿真和分析,给出了支架误差与载体的姿态角之间的定量关系。根据此误差公式,对惯性定位定向系统的航向输出能够进行误差补偿,从而保证了动态条件下定位定向系统的航向输出精度。

光纤陀螺定位定向导航系统研究

在光纤陀螺IMU的基础上,设计了信号处理电路、导航计算机、转位机构等,采用Kalman滤波技术,建立了相应的状态方程和量测方程,研制了SINS与卫星导航全球定位系统(GPS)、里程计等辅助信息组合的定位定向导航系统,并给出试验结果及主要技术指标,该系统可广泛应用于陆用车辆导航。

高精度定位定向系统的修正 Kalman 滤波组合导航

指出了在组合导航系统中，Ｋａｌｍａｎ滤波器的预测周期与滤波周期之间的异步性会给滤波器的动特性带来不良影响。针对这一问题，提出了一种修正Ｋａｌｍａｎ滤波算法，并将其应用于高精度定位定向系统的“惯性／位置”组合导航中。

激光陀螺定位定向系统工作模式机理分析

激光陀螺定位定向系统对增强部队的生存能力、机动能力以及作战能力具有十分重要的作用。为充分发挥激光陀螺定位定向系统快速、机动、准确定位定向的性能优势,本文以系统的工作模式作为出发点,分析了其零速修正原理、误差因素以及不同工作模式的适用条件,对系统的工作模式机理进行了详细探讨,并进行了对比试验验证。试验结果验证了理论分析的正确性,为指导定位定向系统正确使用和维护提供了有效的参考依据。

车载惯性定位定向系统可靠性设计分析与试验验证

本文针对某型车载惯性定位定向系统，建立产品的可靠性数学模型，进行可靠性分配和可靠性预计，介绍保证产品可靠性采取的技术措施，以及可靠性验证的试验方案和试验结果。

立体定向放射治疗系统定位精度的测量与分析

目的了解SGS型立体定向放射治疗系统(SRTS)的定位精度,掌握定位精度的影响因素及其与疗效的关系,为进一步改进SRTS的定位措施、有效实施放射治疗提供科学依据。方法以SGS型SRT系统为研究对象,用焦点测量棒、胶片、有机玻璃球形体模、PTWUNIDOS放疗剂量仪等检测工具,并借助Duoscan扫描软件与FD99Film Dosimeter、DFS剂量胶片分析处理系统等对该SRTS的定位精度进行测量和分析。结果机械定位基准中心与聚焦靶区中心的偏差为0.28 mm;头部和体部靶点位置总的定位精度(mm)与重复定位精度(mm)分别为1.11和0.18、1.46和0.34;头部和体部靶点位置的计算误差分别为0.80和0.89,剂量规划值与实测剂量误差在3%以内。结论该SRTS的定位精度符合治疗系统的出厂要求,可在临床中应用;定位精度是临床疗效的关键,实现实时定位摆位是今后立体定向放射治疗的发展方向。

定位定向导航系统轴角/数字转换的设计

介绍自行火炮定位定向导航系统中一种实现轴角-数字转换的设计方案。叙述了多极旋转变压器和旋转变压器/数字转换器AD2S80A的特点、工作原理及其粗精结合方法,给出了基于嵌入式计算机PC/104与AD2S80A芯片实现轴角-数字转换的接口电路与工作时序图,以寻北仪的转位控制为例,说明了该转换方法在自行火炮定位定向导航系统中的具体应用。