单星方案确定平台误差角研究

为了利用单星敏感器的测量数据确定导弹平台的三轴误差角,建立了平台在垂直星敏感器主轴的两个方向上的误差角近似模型,分析了方法误差的大小;并根据先验信息确定平台绕星敏感器主轴的误差角,同时对另两个轴的误差角进行修正。该方法能够较好地确定平台的三轴误差角,当先验信息不精确时,计算的平台绕星敏感器主轴方向的误差角不准确。

基于MPSR-MOGPR的平台误差系数建模预测算法

针对平台误差系数建模预测问题,提出了基于多变量相空间重构的多输出高斯过程回归预测算法。通过多变量相空间重构将两个相关性较强的平台误差系数重构在一个相空间中,采用多输出高斯过程回归模型同时预测这两个平台误差系数。该算法充分利用了两个误差系数之间的相关性,提高了预测精度,而且可以得到任意置信度下的预测均值和置信区间,为解决平台误差系数建模预测提供一条新的途径。

诱偏暨导航一体化平台位置误差补偿算法

分布式转发平台的位置误差,是诱偏暨导航一体化系统中导航误差的重要因素。在分别推导了由转发平台位置误差和信号时延造成的系统定位误差的基础上,提出了转发平台的位置误差补偿算法。该算法是通过将转发平台的位置误差等效到所转发信号的时延上,在接收机解算中对时延信息进行补偿,从而提高系统的导航定位精度。通过理论推导和仿真验证了此算法的有效性。

平台姿态误差对TDICCD相机成像几何质量的影响

研究卫星平台姿态误差对TDICCD相机成像几何质量的影响有助于提出姿态指标设计要求以提高相机几何成像质量,以像点位移为中间参量,研究平台姿态误差和成像几何质量指标之间的定量关系。基于平台姿态误差引起的像移速度、偏流角和积分时间等成像参数误差分析,结合严密几何成像模型推导像点位移的误差模型,建立从像点位移量到相邻像元间角度畸变、长度畸变、像元分辨率和定位误差等几何质量指标的定量模型,构建从平台姿态误差到相机成像几何质量指标的完整定量分析链路。仿真实验结果表明,偏航角姿态误差是影响成像几何质量的主要因素。

存在位置误差时运动多平台时差定位CRLB分析

存在平台位置测量误差时,已有研究未涉及运动多平台时差(TDOA)连续定位的性能评价。为此,选择克拉美-罗限(CRLB)作为对目标定位性能的评价指标,将不同时刻的运动多平台真实位置向量构成扩维向量后由CRLB定义得出了其通用计算式,并根据运动多平台TDOA连续定位的特点,推导了适合此应用场景的具体计算式。仿真结果表明了所推导的CRLB能有效用于上述场景中的定位性能评价,对近场及远场目标都需要在系统技术指标及定位算法设计等方面考虑平台位置测量误差的影响。

基于自适应EKF的平台漂移误差模型参数仿真研究

基于惯性平台漂移误差模型是一个复杂的非线性系统,文中引用自适应EKF算法对惯性平台漂移误差模型进行了分析研究,对模型中的某些重要误差参数进行了计算机仿真,并对仿真结果进行了分析。分析表明:该算法可以很好地实现对平台漂移误差模型参数的辨识。

惯导平台历次测试数据时间序列建模分析

随着时间的推移,部分惯导平台参数的稳定性会发生比较明显的变化。为分析其变化情况,提出了惯导平台测试数据的小样本等时间间隔二次修正插值法,以此来构建惯导平台测试数据的时间序列。通过对已有的小样本测量数据进行准确插值,获得样本容量较大的等时间间隔的时间序列,在此基础上,通过时间序列建模的方法来研究惯导平台误差系数的变化情况,为惯导平台的使用提供指导。

捷联惯导系统的误差角关系与推导

通过平台误差角与姿态误差角物理定义不同,以相关公式推导出二者的转换关系矩阵。直接用平台误差角近似代替载体的姿态误差角会带来很大数学偏差。而在用到姿态误差角时,只要把平台误差角通过相应公式进行预处理便可轻易消除该不必要误差,使得误差状态估算更加精确。

自由空间激光通信平台振动模拟实验系统研究

为了对自由空间激光通信中的高精度、复合轴捕获、跟踪和瞄准(APT)系统的关键技术进行验证,需要对平台的振动或扰动进行半实物仿真。在对通信平台振动功率谱进行分析的基础上,基于MATLAB/Simulink建立了平台振动半实物模拟实验系统,通过半实物仿真得出平台的振动时域信号及其振动功率谱。通过CCD闭环检测,证明了平台振动模拟结果真实有效。将模拟产生的振动信号作为自由空间激光通信复合轴APT实验系统的激励,实现了在模拟振动和运动条件下对复合轴APT跟踪系统的实验室验证。

星载SAR轨道及姿态误差模型分析

平台轨道及姿态误差模型是星载SAR数据模拟及相应的模拟系统的关键组成部分.简要分析了机载SAR和星载SAR的差异,重点对星载SAR的平台轨道及姿态模型进行了分析,最后对星载SAR回波信号仿真方法进行了分析.

无线电掩星技术探测电离层的误差分析研究

无线电掩星技术探测中性大气和电离层已经成为探索地球空间环境、科学研究以及天气预报的较为成熟的手段,如何更好地了解数据采集和计算处理过程中出现的误差和它们的作用机制,是现今该领域的研究热点。掩星探测技术的误差主要包括平台及星上测量误差和地面反演算法误差。基于EGOPS软件和自编程序,分别采用球对称电离层双查普曼（double Chapman）模型和非球对称的国际参考电离层（international reference ionosphere,IRI）模型,模拟GPS电离层掩星数据,从而分析星上的各种测量和平台误差源以及基于球对称假设的算法误差的影响,通过反演的电离层F2层电子峰值密度来进行误差统计。结果表明:一方面,几项主要的测量和平台误差对掩星反演电离层的影响均较小,其中,2mm以下的接收机噪声误差可以保证反演精度基本不受影响;钟稳定度在10-13310-12量级范围内时,接收机钟误差对反演的影响较小,可以满足基本的精度需求;局部多路径效应的模拟正弦波信号通过误差幅度和周期共同影响反演误差;20 cm以下的轨道误差可以确保电离层反演的精度,电离层反演时采用定轨误差为10 cm量级的现有轨道,则反演结果基本不受影响。另一方面,电离层的电子密度球对称假设是反演的主要误差源,可引起高达30%的峰值密度相对误差,其误差分布具有地方时、地磁纬度和季节特性:在冬季,日出（地方时4.00 h-8.00 h）和日落（16.00 h-20.00 h）时段误差最大,冬半球误差大于夏半球,中纬（30°-60°）地区比低纬（0°-30°）和高纬区（60°-90°）的反演结果好。在夏季,误差的分布在地方时、纬度尺度上都与冬季情况相反。

舰艇编队中多传感器系统误差实时配准技术研究

本文针对工程应用中的实际问题,将基于地球中心坐标系的序贯最小二乘实时配准方法应用在传感器实际位置随舰船位置动态变化的舰艇编队中,深入研究了实际应用中舰船本身定位、航向、姿态均存在误差时给配准结果带来的影响,进一步证实了此方法在平台运动情形下的有效性。

基于成像高度计数据的系统姿态误差估计

本文基于平台高度误差、基线倾角误差与海面测高误差之间的理论关系,结合成像高度计测量数据和最小二乘理论,提出了一种平台高度误差和基线倾角误差的估计方法,并对不同海况条件,通过仿真分析,评估海浪因素的影响。结果表明,该方法可有效估计成像高度计系统姿态误差。

LEO-LEO掩星大气反演技术及误差分析

本文介绍了LEO-LEO掩星大气反演算法的物理机制,基本流程及计算原理,同时模拟仿真分析了多种误差源(例如钟误差、多路径效应以及LEO卫星轨道误差等)对反演结果的影响。通过统计反演温度及湿度发现:现有的卫星钟的稳定度及LEO卫星定轨精度满足反演需求;对于多路径效应,需要抑制强振幅、低频噪音。为LEO-LEO掩星观测、数据预处理以及数据反演流程优化提供了重要的解决思路与技术。

自主空中加油单目视觉导航误差影响因素研究

针对软管式自主空中加油在对接阶段的视觉导航精度开展研究,首先根据相机的针孔成像模型对视觉导航定位误差进行数学建模,通过误差方程对影响定位精度的多个关键因素包括相机焦距、对接距离等进行定量分析;然后设计搭建了一套以高精度三轴运动平台为基础的误差分析平台,用于视觉定位过程的物理仿真及误差测量,在该平台上试验结果验证了所建立的误差模型的正确性,可为自主空中加油高精度视觉导航系统的设计提供实践指导。

捷联惯导姿态误差修正算法研究与仿真

组合导航卡尔曼滤波对姿态角进行修正时,将惯导的平台角误差近似为姿态误差,会带来较大的数学模型误差,从而影响测姿精度。通过分析组合姿态算法中姿态作为量测信息时平台角误差与姿态角误差物理意义的不同,得到了两者的转换关系,从量测矩阵修正和观测值预处理两个方面对原有的姿态组合算法进行改进,有效降低了数学模型误差。仿真结果表明,改进后的姿态组合算法误差状态估算更加精确,能够有效地提高组合导航的测姿精度。

水下重力辅助导航实时水平加速度改正方法

为了消除水平加速度引起的重力测量误差,为重力辅助导航系统提供准确的实时重力信息,在分析水平加速度改正原理的基础上,根据平台坐标系与方位捷联地平坐标系之间的关系,得出了水平加速度改正的计算公式;基于陀螺稳定平台的误差方程,设计了用于估计平台水平误差的自适应卡尔曼滤波器,并提出了采用平台加速度计测量值推算载体水平加速度的方法。平台误差估计及水平加速度改正的仿真结果表明,采用自适应卡尔曼滤波估计平台水平误差,以及用平台加速度计测量值推算载体水平加速度的方法能实现在线水平加速度改正,并能够满足较高的精度要求。

适合于机动弹道导弹的星光—惯性组合制导系统研究

机动弹道导弹通常会带来较大的初始定位定向误差,星光 惯性组合制导系统能有效地修正初始定位定向误差,提高惯导系统的精度。本文详细介绍了基于一种随动平台的星光 惯性组合制导系统的原理;研究了随动平台跟踪星体的机理;推导了控制随动平台转动所需的计算公式;讨论了星体跟踪器对平台误差角的观测过程;导出了星体跟踪器的测量输出与平台误差角之间的数学方程。仿真结果表明了该方案的有效性。

基于UKF的新型北斗/SINS组合系统直接法卡尔曼滤波

针对传统的间接法卡尔曼滤波在北斗/捷联惯导(serial inertial navigation system,SINS)组合导航系统中无法实现较高的定位精度且计算的冗余度大的缺点,提出一种基于无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)的新型组合系统滤波算法。本算法以SINS输出的导航参数及平台误差角等作为系统状态,无源北斗输出的位置速度参数作为量测,采用改进的UKF方法进行数据融合,并直接计算组合系统导航参数的最优估计。实验结果表明,新算法可以降低对伪距误差模型的精确度要求,同时避免非线性系统状态方程的线性化,简化滤波参数的调整过程,从而有效地缩短组合导航系统的解算时间,提高定位精度。

CNS/SINS组合导航系统的UKF算法研究

天文/捷联惯性(CNS/SINS)组合导航系统采用姿态组合,可使姿态角处于收敛状态,并有效抑制位置及速度的发散。为提高组合导航系统的精度,本文设计了CNS/SINS组合导航系统的UKF算法,在建立CNS/SINS组合导航系统非线性状态方程及线性量测方程的基础上,首先对UKF的量测更新过程进行简化,降低其计算量;然后,基于平台误差角提出系统状态协方差矩阵中姿态角协方差矩阵的计算方法,并推导了UKF算法中姿态量测值一步预测误差对应的平台角误差向量表达式,进而建立CNS/SINS组合导航系统的UKF算法;最后进行仿真实验。结果表明,相对于线性卡尔曼滤波算法及EKF算法,本文算法可明显提高组合导航系统的各导航参数精度,并且本文算法对滤波器初始姿态角误差变化具有较高的鲁棒性。