基于PMF和TERCOM组合算法的水下地形匹配技术

由于自主式水下航行器的导航受海水环境的影响,其定位精度不高,目前较好的解决方法之一是采用水下地形匹配辅助导航系统。本文针对该系统最核心部分的匹配算法,提出了一种定位精度更高的组合算法。为了解决质点滤波(PMF)算法存在的计算量大、收敛速度慢和对初始误差比较敏感的问题,提出了一种将地形轮廓匹配(TERCOM)算法和PMF算法进行组合的方案。首先分析了搜索区域分辨率对PMF算法的影响,然后分别对以TERCOM为粗匹配、PMF为精匹配和以PMF为粗匹配、TERCOM为精匹配的两种组合算法进行了仿真比较。结果表明,第1种组合算法无论在大起伏地形还是在平坦地形中都显示出了更快的收敛性和更高的定位精度,是一种具有较高工程应用价值的算法。

基于PMF算法的水下地形辅助导航性能研究

针对目前水下地形辅助导航性能受诸多因素影响而无法得到最佳发挥的问题,采用双线性插值法制备了相应分辨率的水下数字地图,基于直接概率准则的质点滤波(PMF)算法,较为全面地仿真分析了水下航行器航速、测深误差、航向误差、速度误差、初始位置偏差,以及水下地形特征等因素对导航性能的影响规律,对PMF算法在复杂条件下的应用性能进行了剖析。仿真结果表明,PMF匹配算法在复杂条件下具有较强的稳定性;一定范围内,该算法对速度和航向表现出较好的抗误差能力,但速度太低会严重影响匹配性能;该算法受测深误差和初始位置偏差的影响程度较大,对测深精度和惯性导航系统提出了相对较高的要求;该算法地形适应性较强,但丰富地形更有利于匹配导航;通过合理地选择应用参数,可有效降低匹配误差,提高导航性能。该项研究可为日后匹配算法在水下导航工程实践中的应用提供参考。

融合主题信息和卷积神经网络的混合推荐算法

针对传统的协同过滤算法中数据稀疏和推荐结果不准确的问题,提出了一种基于隐狄利克雷分布(LDA)与卷积神经网络(CNN)的概率矩阵分解推荐模型(LCPMF),该模型综合考虑项目评论文档的主题信息与深层语义信息。首先,分别使用LDA主题模型和文本CNN对项目评论文档建模;然后,获取项目评论文档的显著潜在低维主题信息及全局深层语义信息,从而捕获项目文档的多层次特征表示;最后,将得到的用户和多层次的项目特征融合到概率矩阵分解(PMF)模型中,产生预测评分进行推荐。在真实数据集Movielens 1M、Movielens 10M与Amazon上,将LCPMF与经典的PMF、协同深度学习(CDL)、卷积矩阵因子分解模型(ConvMF)模型进行对比。实验结果表明,相较PMF、CDL、ConvMF模型,所提推荐模型LCPMF的均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)在Movielens 1M数据集上分别降低了6.03%和5.38%、5.12%和4.03%、1.46%和2.00%,在Movielens 10M数据集上分别降低了5.35%和5.67%、2.50%和3.64%、1.75%和1.74%,在Amazon数据集上分别降低17.71%和23.63%、14.92%和17.47%、3.51%和4.87%,验证了所提模型在推荐系统中的可行性与有效性。

直扩/跳频测控信号捕获算法研究

指出了将直扩/跳频用于航天测控在信号捕获时的特殊性,针对这些特殊问题提出了混合扩频测控的捕获方案,并对其中的2个方面进行了改进。采用基于凯泽窗PMF-FFT方法来实现对频谱幅值的扇形衰减进行改进,采用抛物线插值法对多普勒估计时产生的栅栏效应进行改进。理论分析和仿真结果表明,与原有算法相比较,在相同积分时间内,凯泽窗PMF-FFT方法比直接PMF-FFT能够有效降低FFT输出的峰值衰减,减小频谱泄漏;抛物线插值测频能够有效减少频谱估计误差,从而利于后继跟踪的快速建立。

水下地形辅助导航中匹配航路的选取

水下地形辅助导航精度很大程度上依赖于匹配区域的地形特征。针对同一地形区域不同匹配航路产生的导航效果不同且单一地形特征参数无法对航路可导航性进行全面准确评价的问题,讨论了地形特征对导航性能的影响,综合选取反映地形信息的多地形特征参数,基于灰色模糊理论提出了一种用以衡量某一地形区域不同匹配航路的可导航性能的综合导航系数,并运用质点滤波算法对具有不同导航系数的航路进行了导航性能仿真。仿真结果表明,所提出的评价方法在航路选取方面具有较好的可行性及较强的地形适应性,无论是在地形信息丰富区还是匮乏区,导航系数均能较好地对匹配航路可导航性作出评价,克服了单一特征参数评价不全面以及在航路选取方面研究不足的问题,对水下航路规划和提高辅助导航性能具有实际工程应用价值。

利用DIRECT算法设计基于FBG延迟线的微波光子滤波器

将DIRECT全局优化算法应用于微波光子滤波器的设计中,用C语言实现该算法来得到抽头系数,利用MATLAB对滤波器幅度响应进行仿真,分析了FBG反射系数搜索范围、抽头系数为正且具有对称性时对滤波特性的影响,并进行了优化设计,仿真结果表明了这种算法的可行性和有效性.