运动加速度抑制的偏振光/MIMU组合导航SHKF姿态解算

针对无人机受大运动加速度影响时,组合导航中加速度计输出信息关于有效重力加速度的占比减少,偏振光传感器会产生抖动现象,对姿态角求解模型的准确建立进行研究。首先,引入偏振光传感器组合导航,介绍了偏振光导航的定向原理。然后,以双矢量高斯牛顿法和Sage-Husa Kalman (SHKF)算法构建级联式航姿解算算法,在多传感器的基础上观测无人机的姿态信息。最后,在分析运动加速度影响下加速度计测量结果准确性的基础上,提出信任因子解决运动加速度对姿态解算的影响,该算法可以抑制高速运动的无人机体产生的运动加速度产生的影响。为了验证该算法的可行性,基于偏振光/微型惯性测量单元(Miniature Inertial Measurement Unit,MIMU)组合导航平台进行实验,结果表明静态和动态环境中所提出算法相较于PI,EKF算法有30%左右的提升,运动加速度影响下抑制了由于非重力加速度的加入导致的姿态偏移。提高了无人机在运动加速度下的情况下的姿态解算精度,保证了无人机的正常飞行。

3个海洋板块运动加速导致全球地震活动增强

地震是造成人员伤亡和财产损失最多的自然灾害之一.2010年的地震活动引起了人们的普遍关注,很多人在问,全球地震活动增强了吗?地震活动与板块运动有关吗?研究表明,自1994年以来,全球地震活动与以前的18年相比明显增强,特别是自2001年以来的10年中全球地震活动水平有较大增强.自1997以来,3个海洋板块(太平洋、澳大利亚和印度板块)的旋转角速度分别增加了2.4%、2.1%和41.7%,印度板块和澳大利亚西部北向运动的速率平均增加了3.38 mm/a.全球孕育强震的能量主要来自全球板块运动的动能.3个海洋板块运动前方的边界带是全球最大的强震带,它们持续4年的加速运动,在其运动前方的边界带上积累了巨大的动能,这必然导致全球地震活动自2001年以来显著增强.板块运动的观测结果表明,太平洋、澳大利亚和印度板块的运动并不是线性的,他们的运动速率是变化的,当他们的运动速率加快以后,全球地震活动的水平必然增强;反之,全球地震活动的水平必然减弱.

三轴运动加速度计（GT3X）测量青春期少年（11～14岁）身体活动能耗预测方程的建立和检验

研究目的：针对青春期少年建立基于走跑与非走跑运动为基础的三轴运动加速计能耗预测方程。研究方法：80名11～14岁初中生（每岁20人，男、女各半）按性别、年龄分成实验组（60人）和验证组（20人），同步佩戴CosmedK4b。和ActiGraphGT3X对受试者进行8种常见身体活动测试。采用逐步回归方法，通过实验组建立以K4b2实测能耗值为因变量，以A巴。、Aes2、A氏。、Ⅵ喝、年龄、性另q、身高、体重等为自变量，建立回归方程。将身体活动分为走跑类、走跑跳类、不规则活动类、日常活动类4种类型，通过验证组对所建方程进行验证；绝对误差和相对误差率用于验证方程预测准确性；Bland-Altman图用于确定系统偏差。结果：所建方程Y（kcal／min）=-1．471＋0．10440×体重（k）＋6．15209E-4×VMs（counts／m_in）；R2=0．693，SEE一0．82，DW：1．734；F检验P〈0．001，说明自变量与因变量存在线性关系；自变量回归系数t检验P〈0．05，说明回归系数有意义；DW值表明误差项独立，回归模型可靠。对于四类活动，方程预测绝对误差为0．58～0．63kcal／min，相对误差率为9．14％～11．81％；95％的残差均落在Bland—Altman散点图±2∞区间内，表明方程有较好的预测能力。结论：所建能耗预测方程有效，可有效监测青春期少年不同活动类型的能耗。

基岩场地强地面运动加速度反应谱统计特征

根据强地面运动加速度数据,采用经验地震动衰减关系公式,利用回归统计分析的方法,研究竖向和水平向加速度反应谱的关系。统计分析结果表明竖向地震动与水平向地震动的关系比较复杂,不同周期竖向与水平向加速度反应谱的比值受震级和震中距的影响不同。用水平向加速度反应谱按简单的系数折算成竖向加速度反应谱的做法应慎重。

牵连运动加速度合成公式的教学

从学生解题中常见的错误出发，分析错误的原因，进而总结出关于牵连运动加速度合成公式教学的几点体会。

考虑运动加速度干扰的无人机姿态估计算法

为解决动态环境下无人机导航系统姿态估计易受传感器噪声和运动加速度干扰的难题,提出一种考虑运动加速度干扰的无人机姿态估计算法。首先,建立运动加速度估计模型,根据基于卡尔曼滤波的加速度误差模型和由外部传感器提供的速度信息实现对运动加速度的精确估计,利用运动加速度估计模型获得的运动加速度对加速度计的原始值进行修正,降低动态环境下运动加速度对姿态估计的干扰。随后,搭建基于互补滤波的姿态估计模型,利用磁力计信息和修正后加速度信息构建陀螺仪修正量,对陀螺仪原始值进行修正,设计互补滤波器滤除来自加速度计和磁力计的高频噪声和来自陀螺仪的低频噪声,避免传感器噪声信号对姿态估计的干扰。最后,利用无人机试飞过程中采集的传感器信息对该算法进行实验验证。实验结果表明,该算法可以精确估计无人机机动过程中所产生的运动加速度,有效减弱传感器噪声和运动加速度对姿态估计的干扰,该算法显著提高了无人机导航系统在动态环境下姿态估计的精度和抗干扰能力。

AUV重力测量的运动加速度建模及平台优选

针对适合捷联式重力仪的AUV搭载平台的选型问题,基于国内AUV实际航行数据,分析了多推进器组合、推进器和浮力舱组合、推进器和鳍舵组合等3类AUV的定深航行运动特性;推导了AUV水下航行在3个坐标轴方向上对重力仪产生的运动加速度计算公式,得到运动加速度与AUV水下6个自由度运动要素的解析表达式;基于运动加速度分析,讨论了适用于水下移动重力测量的AUV平台和推进装置设计,进行了AUV搭载平台的优选,并给出了重力仪安装位置建议;选定的AUV实验平台实施移动重力测量验证试验重复线精度达到0.42 mGal,验证了搭载平台优选的有效性。

用顾及大气层延迟的PVA模型Kalman滤波解算载体运动加速度

为解算航空重力测量中的载体运动加速度,对GPS载波相位伪距双差观测量进行分析。考虑对流层延迟和电离层延迟的影响,并通过对载体的运动学建模,提出一种基于PVA模型的Kalman滤波算法。相对于传统的差分方法,该算法可从相位观测量中直接解算载体运动加速度。通过仿真分析验证,采用自适应Kalman滤波,得到的未经低通滤波处理的载体加速度标准差为7.26×10^(-3) m/s^2。

气轨上滑块运动加速度公式的探讨

给出了计算气轨上滑块运动加速度的另一公式 ,并用实验进行了验证。

利用有限元计算基岩地震运动加速度

从有限元动力分析的基本原理出发,利用振型迭加原理和傅立叶变换对原理,推导了由地震地面运动加速度反算地震基岩运动加速度的有限元计算公式,探讨了地震基岩运动加速度的有限元反分析计算方法;算例表明,地层对地震运动加速度有一定的放大作用,在地下结构抗震计算中应以实际基岩地震运动加速度作为地震动输入.

一种运动员运动视频和运动加速度同步采集与分析系统

为满足训练过程中对运动员关键部位技术特征研究的需要,开发一套运动视频和三轴运动加速度同步采集与分析系统。该系统包括上位机和下位机硬件和软件,下位机硬件包括高速摄像机和加速度采集模组,其中加速度采集模组由三轴加速度传感器、传感器数据采集模块、电源模块和WIFI无线传模块组成,加速度模组通过WIFI模块与上位机通信,高速摄像机通过网线与上位机连接;上位机由数据采集计算机及其安装其上的运动分析软件组成。该系统具有同步采集与分析功能,结合同步视频,可对运动员的关键运动部位进行运动学和动力学参数的实时采集与分析。

用气轨测匀加速直线运动加速度实验的改进

本文对传统的测量方法进行了误差分析与讨论,并提出一种减少实验误差的测量方法。

关于匀加速直线运动加速度数据处理方法的初探

本文介绍一种处理匀加速直线运动加速度数据的方法:“外推法”,并对该方法进行了理论证明与实验验证。

盆地构造地震地面运动速度和加速度分布特征的数值模拟

本文用错格实数傅里叶变换的拟谱法的数值模拟方法分析了地震波在冲积扇、盆地等不均匀地震构造体区域的传播过程和地面运动分布.结果表明,地震波由岩石区进入盆地结构后,在盆地内上下多次反射振荡,对地面建筑物可能形成多次连续的振动和破坏,仅有极少量地震波能量返回岩石区域中,这是防灾研究中值得注意的地面运动特征;地震波在盆地边界地质构造条件下,形成的地震波体波与次生面波动的叠加干涉形成了大振幅的地面运动,它可能导致建筑物的极大破坏;破坏峰值的空间位置可能远离岩石和盆地沉积层的边界或者地震断层的位置.

运动加速度抑制的动态步长梯度下降姿态解算算法

为了提高微型四旋翼飞行器在强机动、高速运动情况下的姿态解算性能,提出了一种对运动加速度抑制的动态步长梯度下降姿态融合算法.该算法对强机动运动过程中机体产生的运动加速度进行抑制处理,消除运动加速度对姿态解算的不利影响,提高了微型四旋翼飞行器姿态解算的跟踪精度;对高速运动过程中梯度下降法的梯度步长进行动态处理,使得算法步长与四旋翼飞行器的运动合角速度成正比,增强了微型四旋翼飞行器姿态解算的动态性能.为了验证本文所设计算法的可行性和有效性,基于STM32单片机搭建微型四旋翼实验平台系统.实时在线性能实验结果表明,所设计算法提高了微型四旋翼飞行器在强机动、高速运动情况下的姿态跟踪精度、动态性能及增强姿态融合算法的抗干扰性,保证了微型四旋翼飞行器的稳定飞行.

运动矢量加速度预测起始搜索点的块匹配算法

块匹配运动估计是去除图像序列时间冗余的重要手段,在MPEG-4、H.264/AVC等视频编码标准中都得到了应用,但消耗了巨大的运算量。论文阐述了块匹配算法原理,归纳了当前运动估计中采用的各种手段,建议使用一种运动矢量加速度预测搜索起点的算法,利用相邻的若干参考帧中对应块的运动加速度来预测待编码块的起始运动矢量。仿真结果证明该方法效果明显,减少了搜索次数且准确度高。

基于级数反演的俯冲加速运动状态弹载SAR成像算法

根据弹载合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)俯冲加速运动的特点,使用高阶逼近模型建立了SAR的回波信号模型,分析了目标斜距在单个孔径时间内随时间的变化关系。结合级数反演的思想,推导出了弹载SAR回波信号的二维频域的精确表达式。在此基础上,提出了一种适用于俯冲加速运动下的弹载SAR成像算法。理论分析和实验结果表明,该算法精度较高,取得了较好的成像效果。

连续射击过程中加速运动弹丸激励下身管横向振动特性研究

为研究火炮连续射击过程中炮口振动特性,建立了弹丸膛内加速运动作用下身管横向振动方程;采用小参数法,导出了单发弹丸激励下身管振动方程的近似解;通过迭代求解得到了连续射击过程中身管振动方程的近似解。针对弹丸有、无质偏两种情形,结合试验测得的弹丸加速度,研究了身管阻尼系数、发射间隔对炮口振动特性的影响。研究表明:身管阻尼系数影响炮口弹丸冲击响应的衰减速度;无间隔连续射击下炮口的振动幅度单调增长,射击精度呈下降趋势;针对特定口径身管,当发射间隔大于一定值后,连续射击下炮口振动与单发射击相同。研究结果可为确定火炮射击速度与提高火炮射击精度提供理论指导。

竞技体育中的变加速运动及其概念规范

研究了短跑的“收尾速度”模型.在收尾速度模型中,收尾速度vm与过程特征参量k成反比,而过程特征参量k不是个人参量.在讨论变加速运动问题时,我们建议使用科学的规范用语,比如:急动度,力变率.

SAR-GMTI匀加速运动假目标有源调制干扰方法

借鉴匀加速运动调制思想,提出了一种SAR-GMTI匀加速运动假目标有源调制干扰方法。详细确定了有源实现方式下各关键干扰参数,阐释了干扰成像结果,分析了速度、载频、斜距等侦察误差对干扰效果的影响,采用三孔径干涉对消方法研究了其对GMTI的对抗性能,并开展了基于实测数据的实验分析。该干扰样式携有逼真的匀加速运动特征,具有距离向相干、方位向部分相干的特点,可实现对SAR-GMTI的匀加速运动假目标干扰效果,是一种有效稳健的干扰方法。