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1.
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卫星姿态测量系统中模糊神经网络的应用
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樊春玲 田蔚风 金志华《中国惯性技术学报》,2002年第10卷第3期
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为了提高卫星姿态测量系统的姿态估计精度，研究设计了一个模糊神经网络，对各姿态传感器的输出信号进行综合处理。研究表明：此方法可以使测量精度得以很大提高。
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2.
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基于MEMS姿态传感器的声矢量传感器设计
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笪良龙 孙芹东 王文龙 王超《中国惯性技术学报》,2016年第4期
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针对声矢量传感器姿态变化难以准确测量导致目标测向精度低的现状,设计一种微型MEMS姿态传感器,并将其封装在声矢量传感器内部,实现基于MEMS姿态传感器的声矢量传感器设计。首先根据声矢量传感器姿态测量与校正原理,采用四元数姿态解算方法及扩展卡尔曼滤波器设计MEMS姿态传感器,并对其进行姿态精度测试;然后基于MEMS姿态传感器进行声矢量传感器样机设计、制作、参数测试;最后对样机进行了海上实验,结果表明,通过姿态校正后声矢量传感器目标方位估计精度与GPS推算方位精度一致,验证了利用MEMS姿态传感器设计声矢量传感器的可行性。
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3.
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单深度传感器的矢量拖曳阵阵形估计
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赵建昕 孙芹东 侯文姝《应用声学》,2017年第36卷第3期
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在二维平面内,假设为抛物形阵形,利用矢量拖曳阵的姿态数据和一个深度传感器的深度数据,研究了矢量拖曳阵的阵形估计问题。通过研究姿态数据中的姿态角与水听器所在阵位置上切线方向数的关系,利用最小二乘法建立了一个等式约束的非线性优化模型,并通过参数转化方法,给出了该模型的解析算法。数值仿真结果表明,在阵形为抛物形的假设下,利用一个深度传感器的深度数据和若干水听器的姿态数据可以进行拖曳阵的阵形估计。对于同样的阵元数,随着姿态数据误差的增大,阵形估计的误差增大。对于同一姿态数据误差分布,随着阵元数的增加,阵形估计的误差减小。
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4.
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激光致声声呐换能器的设计 被引次数：4
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王雨虹 王江安 宗思光 吴荣华《声学学报》,2008年第33卷第6期
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提出一种声呐发射换能器的设计思路.设计激光声产生系统,获取并测量激光声信号,求出激光声信号的功率谱、模糊函数、水中的距离分辨力、多普勒分辨常数.基于激光声的产生、传播、时域波形和频率特性提出声呐发射换能器的概念性设计思路.从理论上初步证明了该换能器具有良好的距离分辨力和指向性,可作为高分辨力声呐的声源.
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5.
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利用拖线阵运动特性的阵形估计方法
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奚畅 蔡志明 袁骏《应用声学》,2019年第38卷第5期
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有效估计阵形是提高机动条件下拖线阵声呐探测性能的关键,流体力学类阵形估计方法稳定性和可靠性欠佳,导致其难以应用于工程实际,该文针对此问题提出一种基于拖线阵运动特性的阵形估计方法。利用稳态振荡响应公式计算拖船回转机动时拖线阵稳态阵形特性,将转向机动过程中阵上各点运动状态划分为若干阶段,进而依据偏微分方程特征线理论计算各阶段的分界时刻,探究阵上相邻两点的沿阵切线方向差变化规律,最后通过计算当前阵上各点的沿阵方向实现阵形估计。计算机仿真和海上实验数据验证表明算法可行且有效,与传统的流体力学类阵形估计方法相比具有更高的稳定性和更好的工程应用前景。
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6.
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论阵形畸变的拖曳式线列阵的工作方式的选取问题
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李启虎《声学学报》,1991年第1期
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阵形畸变是拖曳式线列阵声呐性能偏离理想情况的主要原因。本文讨论在常见阵形畸变方式下,线列阵指向性的计算。给出在各种不同参数下求解椭圆反函数以确定每个基元的精确坐标的方法。同时给出一种递推的公式,用于快速求解畸变阵的阵形。根据对畸变阵指向性与理想指向性的比较,提出拖曳式线列阵的工作方式选取的准则。从而解决了拖曳式线列阵声呐性能预报这一课题。计算机模拟结果与理论分析完全一致。
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7.
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基于声矢量传感器的分布式定位系统在水下宽带声源定位中的应用
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杨秀庭 李启虎 陈新华《应用声学》,2005年第24卷第6期
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提出了基于声矢量传感器的分布式浮标网络定位系统,研究了不同应用背景下单个声矢量传感器的测向算法,推导了目标DOA估计的Cramer-Rao界,给出了分层海水介质中多个声矢量传感器的几何定位算法。数值仿真结果表明:(1)系统的定位性能强烈依赖于接收信噪比;(2)该系统适用于单一强声源的定位。
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8.
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空中平台航姿参考系统的设计 被引次数：1
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张静 金志华《中国惯性技术学报》,2004年第12卷第2期
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利用观测矢量确定载体姿态的原理,依据空中平台的动态要求,确定了航姿参考系统的构成。通过建立姿态误差四元数微分方程,对卡尔曼滤波器在线估计组合航姿系统姿态误差进行了设计,并将建立的传感器测量误差模型加入到滤波模型中。仿真表明,这样组成的航姿参考系统,在传感器测量精度有限的情况下,能在摇摆基座上达到水平姿态精度0.2°,航向精度0.5°。
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9.
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改进粒子群算法的立体传声器阵列声成像系统阵形优化设计
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陈日林 周昌国 滕鹏晓 杨亦春《声学学报》,2013年第5期
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提出改进的粒子群优化算法,获得波束方向图主瓣宽度和旁瓣级折中的优化立体阵形,避免基本实数粒子群算法仅采用旁瓣级或主瓣宽度一个性能指标优化而导致另一个性能指标恶化的问题,利用阵列视角限制进一步优化立体阵形并设计了声成像测量系统。改进的粒子群算法与基本粒子群算法仿真优化阵形比较表明改进粒子群算法设计的优化阵形在保持较窄的主瓣宽度的条件下具有较低的旁瓣级。阵列声成像测量系统的性能测量分析结果表明该系统的空间分辨率和旁瓣抑制能力与理论结果接近,验证了所提算法的有效性。
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10.
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声呐信号测向技术仿真研究及实现
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马静 史新华 马远良《应用声学》,1997年第16卷第1期
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方位估计是声呐信号处理中的一个核心问题，本文基于分裂波束原理，针对声呐系统中常用的单频ＣＷ信号和双曲调频ＨＦＭ信号，给出ＣＷ信号的互谱法法定向和ＨＦＭ信号的正交相关法定向的方法，计算机仿真实验分析了本文方法的精确性。
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11.
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利用地球红外辐射的旋转飞行体姿态估计方法
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于靖 卜雄洙 牛杰 王新征《物理学报》,2016年第65卷第7期
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针对导航控制系统对姿态测试技术多元化、新型化和低成本的要求, 提出了一种基于地球红外辐射的旋转飞行体姿态估计方法. 首先, 根据地球红外辐射的产生机理, 结合红外辐射在大气中的传播规律, 建立了地球红外辐射模型. 然后, 分析了旋转飞行体的运动特征, 构建了红外传感器的测量模型. 为了探索红外传感器的输出信号与旋转飞行体的姿态信息之间的内在联系, 研究了不同姿态角和视场角下的传感器输出信号特征. 最后, 为了提高旋转飞行体的姿态测试精度, 设计了基于三轴红外传感器的扩展卡尔曼滤波算法来估计姿态角和横滚角速度. 结果表明: 利用地球红外辐射场进行姿态测试的方法有效可行, 俯仰角估计误差在±0.1°, 横滚角估计误差在±0.05°, 横滚角速度估计误差在±1 rad/s. 该姿态测量方法简单有效, 能够满足旋转飞行体的姿态测量要求.
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12.
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传感器网络基于特征值分解的信号被动定位技术 被引次数：3
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郝本建 李赞 万鹏武 司江勃《物理学报》,2014年第63卷第5期
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基于传感器网络的信号被动定位技术在电磁学、声学、声呐系统以及传热学等领域具有广泛的应用前景，当传感器网络节点所接收噪声强度不同或传输信道存在阴影衰落效应时，给出了目标信号到达距离比定位关联度量的估计方法与基于信号到达距离比的被动定位算法. 将特征值分解技术引入到信号到达距离比定位关联度量估计中，通过接收信号协方差矩阵特征值分解技术估计各节点所接收噪声强度，并通过网络参考节点轮换与特征值分解方法消除阴影衰落效应所引入的定位误差，最后给出该算法的最小二乘定位解. 该方法可较好的消除由于节点接收噪声强度不同以及阴影衰落效应等因素所带来的定位性能恶化. 关键词： 传感器网络 信号到达距离比 特征值分解 被动定位
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13.
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水下高速小目标探测中的信号波形设计研究 被引次数：4
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杨崇林 姚蓝《声学学报》,2001年第5期
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探讨水下高速小目标探测中的声呐信号波形设计问题，指山在混响信道和多途传播信道中适宜的信号形式是多频的时频跳变信号，并给出了抗混响的频率选择方法．要达到目标参数的精确估计，信号必须具有时频的高分辨性能．信号分析结果表明，频率序列满足Ｃｏｓｔａｓ阵列的时频跳变信号具有尖锐的模糊度指向性，可以用在探测水下高速小目标的有源声呐系统中
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14.
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基于互补滤波的动中通天线姿态估计
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沈晓卫 姚敏立 赵鹏《中国惯性技术学报》,2011年第19卷第2期
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为了满足低动态下天线稳定的要求,构建了一个基于微机械陀螺、加速度计和磁强计组合的动中通低成本姿态测量系统.该系统利用加速度计重力场分量估计的倾角和磁强计地磁场分量估计的航向角作为辅助信息,校正陀螺漂移误差.根据陀螺与辅助传感器的互补特性,设计一个多轴互补滤波器,利用陀螺的高频分量和辅助信息的低频分量估计姿态角.根据载体机动状态调整控制器参数,使滤波器能自适应选择交接频率,减小机动加速度对姿态估计的影响.实验结果表明,互补滤波能有效地估计出姿态,系统的动态估计精度在±2°内.
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15.
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相关测速声呐阵元坐标估计算法研究
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王映春 王长红 陈龙 汪玉玲 邱薇《声学学报》,2013年第1期
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针对相关声呐接收阵元实际坐标与设计坐标不一致引起的测速误差,提出阵元坐标估计算法,以提高相关声呐的测速准确度。基于混响时空相关函数模型,对相关测速声呐时空相关函数特性进行了理论分析,提出了选择用延时0处的数据空间相关函数与理论空间相关函数进行阵元坐标估计的局域最小二乘拟合算法,并采用序列二次规划法解决了阵元坐标估计算法的最优化问题。海上试验数据的处理结果表明,该算法可以对阵元坐标进行有效估计,使用估计的阵元坐标后,相关测速声呐测速准确度提高了67%。
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16.
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基于扩展卡尔曼滤波算法的船舶姿态监测预报系统设计（英文）
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宋蕙慧 于国星 曲延滨《中国惯性技术学报》,2018年第1期
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为提高船舶姿态监测预报系统的测量精度,设计加速度传感器和陀螺仪捷联的惯性导航系统,利用互补处理和反馈调节对传感器输出参数进行校正。为得到精度较高的预估数据,通过广义最小二乘法进行系统辨识建立船舶状态模型和矫正的传感器测量模型,由扩展的卡尔曼滤波器得到最优估计状态。同时设计闭环系统,进一步提高系统的测量精度和预估精度。此外,针对当前监测预报系统普遍存在的软件界面差、交互困难等缺点,设计姿态监测预报友好型界面,可3D动画实时显示船舶当前的运动姿态,并具有数据存储、分析、操作处理等功能。最后,通过实验对不同倾角变化率下实际姿态、测量姿态和预估姿态进行对比,结果表明所设计的姿态监测预报系统具有较高的监测精度和预估精度。
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17.
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利用地磁与红外辐射融合的姿态估计方法
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《中国惯性技术学报》,2019年第1期
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针对目前导航控制系统多元化、新型化、低成本的要求,提出了一种利用地磁与红外辐射融合的姿态估计方法。在分析地球红外辐射场的组成及其产生机理的基础上,采用普朗克黑体辐射定律构建红外传感器的姿态测量模型,并将其与地磁三分量姿态测量模型结合,推导了红外与地磁复合的姿态测量模型。基于推导出的红外与地磁复合测量模型,设计了自适应扩展卡尔曼滤波切换姿态估计算法。研制了红外与地磁复合姿态测试系统的半实物装置,利用三轴转台开展了半实物验证实验。所提出的方法在加入红外屏蔽的情况下能够迅速进行调整,将俯仰角、横滚角、航向角估计误差分别保持在±1°、±1.5°、±1.5°以内。该姿态估计方法大大降低了姿态角的估计误差,表明红外与地磁复合的测姿方法有效可行,抗干扰能力较强。该方法适用于旋转弹体的姿态估计。
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18.
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相关测速声呐底混响时空相关函数与载体俯仰角的关系
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《声学学报》,2017年第6期
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由于载体在运动过程中存在姿态的变化,不考虑载体姿态的理论相关函数会影响相关声呐的测速精确度。考虑载体俯仰角对发射信号海底照射区域的影响,引入不同权重的多阶贝塞尔函数,得到改进后的理论相关函数。同时,根据相关测速声呐发射参数,给出了基于FOM模型的海底回波仿真。仿真结果表明,改进的理论相关函数将相关声呐的测速误差降至1%以下。载体的俯仰角对时空相关函数产生影响。考虑载体俯仰角的理论相关函数更贴近实际情况,与仿真结果的相关系数吻合的较好,能够更加准确的估计载体速度。
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19.
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数字式声呐设计原理
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栾桂冬《声学学报》,2003年第4期
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声波是人类岂今已知的唯一能在海水中远距离传输的能量形式。声呐就是以声波为信息载体对水下目标进行探测、定位以及实现水下通信的电子设备。发展声响技术是维护海洋权益、保障国家安全、开发海洋资源、保护海洋环境的重要战略。我国从20世纪50年代以来,经过几代人的努力,从无到有建立了具有自己独立知识产权的声呐设计体系。本书作者就是我国在这一体系建立过程中的重要领军人物。作者从事声呐研究数十年,有着丰富的理论和实践经验,对声呐信号处理、声呐设计理论和水声工程技术有着深厚的造诣,是我国权威的声呐设计和信号处理科学家。 本书包含了数字式声呐设计的各个方面,对数字式声呐设计的发展历史、相关的基本理论、设计基本原理、实现方法、性能考核等,进行了全面系统深入的阐述,据我所知,
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20.
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基于机器艇与ZigBee的湖泊水质监测系统设计
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黄培灿 徐钦桂《应用声学》,2017年第25卷第8期
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湖泊是地表水资源的重要载体,为了全面、实时、高效地监测湖泊水环境,设计一种湖泊水质自动监测系统尤为重要。多艘机器艇搭载水温、pH值、溶解氧等传感器,在湖面上组成基于ZigBee的无线传感器网络进行数据采集。水质数据通过无线传感器网络传输到上位机进行分析显示。基于GPS和姿态传感器的运动控制算法实现了机器艇自主航行到指定监测点的功能。实验结果表明,系统实现了对湖泊水质的较大范围实时监测,能满足实际应用需求。
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