DGPS车载导航系统中基准站坐标的测定

在简要介绍了DGPS基准站控制网建立的特点及作业流程后，着重讨论了此类GPS控制网建立过程中几个主要技术问题的解决方法，即用坐标转移法进行偏心观测、用尺度强制约束法或投影面重新选择法处理投影变形和内业平差。工程实践表明，上述问题的有效解决对DGPS基准站坐标的准确测定发挥了良好的技术支撑作用。     

基于三轴摇摆台的高精度姿态试验系统

为了评定长时间船用高精度惯性导航系统姿态精度,研究利用三轴摇摆台模拟船舶运动和输出姿态基准.首先,设计实时、同步和高速的软硬件方案.其次,推导姿态基准的解算方法,并进行水平、方位的初始对准.最后,给出机械误差和水平、方位对准误差所引起的姿态误差.试验表明,三轴摇摆台给出的姿态基准均方根误差在10″内,试验系统能够实时、同步地给出姿态误差.     

测试基准倾斜对辨识加速度计数学模型精度的影响

建立了考虑测试基准倾斜时加速度计的数学模型。用初始安装误差角辨识理论及算法，在一定范围内消除或减弱了测试基准倾斜对加速度计数学模型辨识精度的影响。该方法可以降低对测试设备地基和调平装置精度的要求，降低其测试和标定成本，提高测试工作效率。     

基于Q-R分解的平滑算法在惯导参数标定中应用

针对舰船中低精度惯性导航设备参数标定维护费用高、过程周期长等问题,采用测姿型DGPS作为测定误差的基准平台搭建导航设备性能测试系统,利用组合导航方式获取的高精度导航参数对惯导设备性能进行评估。为此,利用Q-R分解中上三角矩阵求逆计算的快速性和稳定性特点,建立基于Q-R矩阵分解的区间平滑滤波器,取代滤波误差方差阵P阵的计算为R阵的迭代,避免P阵在计算过程中失去正定性和对称性导致滤波发散。仿真分析结果表明:结合导航设备性能测试系统的Q-R分解区间平滑算法能有效提高系统位置、速度、姿态等数据的估计精度和数据平滑度,可以作为一种中低精度惯导参数性能事后评估方法。     

利用GPS对惯性导航装置进行飞行测试

文中研究了利用卫星导航系统(GPS)作为位置和速度基准,在飞行中对惯性导航装置(INU)进行测试的方法,给出了测试参考数据。与一般测试靶场设备相比,这种方法的优点是成本低、使用方便,而且能够进行连续的动态测试,反映整个惯导装置的误差传描特性,标定系统的主要误差源。测试精度完全适用于检验中等精度的飞机惯导装置。     

惯性／GPS组合导航系统飞行试验技术

—本文通过对差分ＧＰＳ动态定位精度的飞行验证及以差分ＧＰＳ为基准测定组合导航系统精度的科研试飞说明：目前采用差分ＧＰＳ来鉴定组合导航系统的位置、速度精度是满意的。本报告还论述对组合导航系统飞行试验技术的设想     

激光捷联惯组的双轴位置转台标定仿真

研究了利用双轴位置转台标定时，水平基准误差和北向基准误差对激光捷联惯组（LSIMU）标定精度的影响。首先建立了LSIMU标定模型和生成惯性器件信息的仿真算法，接着设计了LSIMU标定方案和数据处理方法，最后对LSIMU标定进行仿真和分析。仿真结果表明：水平基准误差为0．4’时，加速度计标定误差将达到116×10^-6；当北向基准误差大于5°时，陀螺标定误差将超过0．0001。     

基于安全窗口χ2检验的捷联惯导空中修正算法

针对传统空中修正算法在基准信息出现故障时,空中修正精度严重下降的问题,提出了一种新的基于安全窗口χ^2检验的捷联惯导系统容错空中修正算法,通过推导给出了残差χ^2检验法的故障检测函数公式,基于该函数设计了故障诊断方案和容错策略,实现了基准信息的故障检测、隔离以及捷联惯导系统容错空中修正,并通过设置安全窗口,有效降低了容错空中修正算法的误警率,提高了算法的鲁棒性。对该容错空中修正算法进行了理论分析、仿真试验验证以及车载和机载试验考核,结果表明基于安全窗口χ^2检验的捷联惯导容错空中修正算法是可行和有效的,性能优于传统空中修正算法,可以有效减小故障对空中修正精度的影响,提高了空中修正的精度和可靠性。     

基准信息时间延迟对速度匹配传递对准性能的影响分析

传递对准过程中,由于主惯导的解算和传输延迟,子惯导解算信息与进行匹配的基准信息不能完全同步,有些情况下时间延迟较大.采用捷联惯导速度匹配传递对准,仿真分析了舰船几种典型运动状态下基准信息时间延迟对姿态误差角、陀螺漂移、加速度计零偏估计效果的影响.仿真结果表明,对准过程中舰船匀速和匀加速运动,基准信息延迟几乎不会影响对准性能;对准过程中舰船变加速直线运动,加速度变化时基准信息延迟影响卡尔曼滤波器估计精度,速度稳定后,影响会慢慢减小;对准过程中舰船进行转弯和大规模的机动运动,基准信息延迟会严重影响速度匹配传递对准性能,方位误差角估计误差达到10′左右,陀螺漂移和加速度计零偏的估计时间和精度显著下降.     

转镜式高速相机扫描速度及其不均匀性测量

介绍了高速相机扫描速度不均匀性产生的原因、扫描速度测量的方法，简要地介绍了测量系统的工作原理，测时精度达到３ｎｓ，测速精度达到 ３，最后给出了测量 ＧＳＪ型和ＳＪＺ－１５型相机的结果。     

惯性／DGPS精密进场着陆引导系统

为确保飞机精确直线飞越预定点上空并具备精密进场着陆引导能力 ,研制了机载惯性 /DGPS精密进场着陆引导系统。该系统通过综合技术将惯性导航系统与差分 GPS有效组合 ,不仅定位精度高、工作可靠 ,而且输出信息实时、连续 ;通过着陆引导轨迹及引导画面的精心设计 ,为飞行员提供图形化的、精确安全的进场着陆引导信息 ,引导飞机至决断高处 ,从而解决了飞机全天候尤其是在复杂气象条件的进场着陆引导问题。本文介绍了该系统的方案、组成、系统特点、技术难点以及试飞结果。试飞中飞行员反映该系统精度高 ,引导画面图形直观 ,操作简便 ,能满足复杂气象条件下的进场着陆引导要求     

一种低动态载波相位差分GPS测量中的粗差剔除算法

在分析介绍当前广泛应用的几种静态、动态粗差剔除准则的基础上，针对低动态环境下的载波相位DGPS测量，提出了一种基于中位数法的可变长度、分段抗差估计快速算法，用于粗差剔除。实验证明其可靠性好、适应性强，能为机载SAR运补用SINS／DGPS组合系统工程实际中提高运补参数事后处理精度提供可靠的GPS定位数据。     

在线整周模糊度快速解算法

本文介绍了利用差分GPS求解的基线向量,并用此基线向量来确定载体姿态的算法。重点介绍了一种在此特定的应用背景下整周模糊度的快速解算法。经实际数据检验,本方法能快速准确的确定整周模糊度,且解算出的载体姿态具有较好的精度。     

基于互补滤波的惯导系统水平阻尼网络设计

Schuler振荡阻尼技术是提高惯导长期工作精度的关键技术之一。针对采用低阶阻尼网络的惯导系统抑制高频和低频参考速度误差难以兼顾的问题,基于互补滤波思想,提出一种高阶水平阻尼网络设计方法。将两个采用低阶网络、分别具有优良高频和低频特性的Schuler回路通过一对互补滤波器进行组合,形成双Schuler回路组合系统。它等效于采用某高阶网络的单Schuler回路,该回路对高频和低频参考速度误差的衰减率可同时达到40 dB/10 deg或更高。计算机仿真和海上试验结果均表明:采用所设计高阶网络的系统对参考速度误差兼有优良的高频和低频滤波特性,综合滤波性能优于采用低阶阻尼网络的系统,具有工程应用价值。     

海上风机动冰力模型试验相似律研究

相似律在模型试验中发挥着非常重要的作用,虽然目前静冰力模型试验的研究比较全面,但还没有一个完整适用的动冰力相似律作为动冰力模型试验基础.本文针对冰激结构振动中动冰力模型试验相似律,基于弹性相似与柯西(Cauchy)相似的联合相似准则,提出了两种动冰力相似律.建立并改进了能够反映冰与结构水平相互作用的相互作用系数.以NREL5MW单桩海上风机为例,通过是否考虑截面弯曲刚度相似分别给出了两种海上风机在海冰作用下原型与模型的相似关系.利用ANSYS/LS-DYNA有限元方法对原型和模型风机进行数值模拟并开展海冰作用下结构的动力响应分析.根据计算结果,基于不同冰厚的冰-海上风机相互作用分别对提出的两种动冰力相似律进行验证,并对两种相似律进行对比.结果表明,后者考虑了弯曲刚度相似虽然可以优化管壁厚度比尺,为模型加工提供方便,然而模拟精度不如前者.研究成果可为寒冷海域冰力模型试验的研究提供理论参考.     

Estimating wheel slip for a forest machine using RTK-DGPS

Wheel slip may increase the risk for wheel rutting and tear up ground vegetation and superficial roots and thereby decreasing the bearing capacity of the ground, but also reducing the growth of nearby standing forest trees. With increased slip, more energy is consumed for making wheel ruts in the ground, with increased fuel consumption as a result. This paper proposes a novel method for measuring slip in an uneven forest terrain with an 8WD forestry machine. This is done by comparing the wheel velocity reported by the machine and velocity measured with an accurate DGPS system. Field tests with a forestry machine showed that slip could be calculated accurately with the suggested method. The tests showed that there was almost no slip on asphalt or gravel surfaces. In a forest environment, 10–15% slip was common. A future extension of the method enabling estimation of the slip of each wheel pair in the bogies is also suggested.     

A highly-efficient method for stationary response of multi-degree-of-freedom nonlinear stochastic systems

Analytical and numerical studies of multi-degree-of-freedom(MDOF) nonlinear stochastic or deterministic dynamic systems have long been a technical challenge.This paper presents a highly-efficient method for determining the stationary probability density functions(PDFs) of MDOF nonlinear systems subjected to both additive and multiplicative Gaussian white noises. The proposed method takes advantages of the sufficient conditions of the reduced Fokker-Planck-Kolmogorov(FPK) equation when constructing the trial solution. The assumed solution consists of the analytically constructed trial solutions satisfying the sufficient conditions and an exponential polynomial of the state variables, and delivers a high accuracy of the solution because the analytically constructed trial solutions capture the main characteristics of the nonlinear system. We also make use of the concept from the data-science and propose a symbolic integration over a hypercube to replace the numerical integrations in a higher-dimensional space, which has been regarded as the insurmountable difficulty in the classical method of weighted residuals or stochastic averaging for high-dimensional dynamic systems. Three illustrative examples of MDOF nonlinear systems are analyzed in detail. The accuracy of the numerical results is validated by comparison with the Monte Carlo simulation(MCS) or the available exact solution. Furthermore, we also show the substantial gain in the computational efficiency of the proposed method compared with the MCS.     

An approximate method for determing the velocity profile in a laminar boundary-layer on flat plate

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅＳｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＴｒｉａｌＶｅｌｏｃｉｔｙＰｒｏｆｉｌｅＦｕｎｃｔｉｏｎＴｈｅｋｅｙｏｆｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｌａｍｉｎａｒｂｏｕｎｄａｒｙ＿ｌａｙｅｒｏｎａｆｌａｔｐｌａ...     

基于样本点选择策略的一种改进响应面法

为提高响应面函数在验算点附近的拟合精度,提出了一种基于样本点选择策略的改进响应面法,选取不考虑随机变量耦合项的多项式进行拟合,通过对第二次迭代产生的设计点构造参考点,令样本点或参考点进行线性插值,从而得到下一次迭代所需样本点。该方法不仅能有效利用已有的抽样信息从而减少评估结构系统可靠性所需的计算工作量,还可以使得拟合得到的响应面更好地呈现验算点附近极限状态面的非线性趋势,从而提高失效概率的评估精度。算例表明:该方法在进行隐式或显示极限状态函数下的可靠度计算中,相对传统响应面法均提高了一定的效率和精度,具有一定的工程实际意义。