基于主磁场长期变化模型的地磁导航基准图时变修正

地球主磁场长期变化是影响地磁导航基准图时效性的一个重要因素。提出一种以模型预测值对基准图进行时变修正的方法,利用主磁场长期变化模型解决临近空间地磁导航基准图的时变修正问题。基于WMM2010建立地球主磁场长期变化模型,在此基础上建立中国地区临近空间(海拔高度30 km)的主磁场长期变化模型,利用该模型计算出的地磁场分量长期变化率对基准图时变进行修正。仿真实验结果表明,修正后的地磁导航基准图的匹配概率可以达到90%以上,相比修正前有显著提高,且修正前后间隔时间越长效果越明显。利用主磁场长期变化模型修正后的地磁导航基准图具有良好的适配性。     

高精度全姿态惯性平台的自标定

传统的惯性平台的标定方法存在很大的局限性.根据高精度惯性仪表的特性,对传统的误差模型适当地进行了简化,建立了供自标定使用的陀螺仪、加速度计误差模型;针对三框架四轴全姿态惯性平台,提出了一种七位置自标定方案;给出了公式解算方法及数据测试方法,占用时间约40 min,共分离出包括两个水平地速分量在内的20项误差系数.通过自标定时间、精度分析,表明该自标定方案有助于缩短平台的测试时间,提高武器系统的使用精度.     

基于BP网络的地磁基准图制备及其精度评价

利用测量数据建模和插值是地磁基准图制备的两种基本方法,常用的地磁场建模方法不适合小尺度的区域地磁场建模.人工神经网络具有良好的逼近任意复杂非线性系统的能力,本文引入应用最为广泛的反向传播(Backward Promulgation,BP)神经网络建立区域地磁场的模型,将地理经度和纬度作为输入,地磁场总强度值作为输出,通过部分测量数据对网络进行训i练,用其余测量数据对网络的性能进行评价,进而由训练好的网络得到基准图制备需要的地磁数据.分别使用BP网络建模方法和8种插值方法在不同数据点分布情况下进行了基准图的制备实验,精度评价结果表明了BP网络建模方法的有效性.根据实验结果对不同数据点分布情况下各种方法的优劣进行了比较.     

基于RTX的两种加速度模拟信号生成方法研究

针对某型箭载计算机所需加速度信号的实际需求,提出了两种在实时环境下生成信号的方法。重点研究了基于8254计数器和高速D/A方式实现加速度脉冲信号技术,分别采用PCI1751和PCI8238进行了软硬件实现,在RTX实时系统环境下进行了实时性设计,并基于两种方法实现了变加速度信号的生成。通过对比两种方式,分析其优缺点,选择了基于8254计数器的方式生成加速度模拟信号。     

一种组合导航信息融合算法品质评估方法

针对组合导航信息融合算种类繁多,给决策带来了优选的难题,提出了一种信息融合算法品质评估方法.首先对算法品质进行了全面的分析,提出了一套反映算法的精度、实时性、稳定性及可靠性的评估指标体系,并给出了定义及数学模型;然后研究了多指标综合评判问题,针对传统模糊评判法确定的指标权重客观性差,确定的评判等级分辨率不强等问题,采用熵技术修正权重,并将评判等级进行区间量化,基于此提出了一种改进的模糊综合评判模型.评估实验结果表明,所提出的指标体系能够比较全面、合理的评价算法的品质,改进的评判模型进一步提高了评估结果的客观性和分辨率,所提出的评估方法可以有效用于信息融合算法的品质评估.     

基于Legendre函数的超高阶次地磁场建模方法

Legendre函数是超高阶地磁场模型球谐展开的重要组成部分,是解决高纬度地区数据溢出问题的关键。针对Legendre函数在超高阶地磁场建模中的解算问题,从Legendre函数的递推方法出发,优化了Legendre函数的解算过程,提高了效率和精度,解决了数据溢出问题,并给出了Legendre函数的递推过程、函数值和精度检验值。仿真结果表明,该方法提高了磁场模型数值稳定性及精度,为建立更高阶次的地磁场模型和地磁导航基准图的制备提供理论依据。通过将模型计算的各磁场要素与EMM2010模型相比较,验证了方法的有效性,并生成了全球的地磁图。     

基于自适应滤波辅助残差χ2法的导航系统故障诊断方法

针对残差χ2法对软故障检测不敏感,且当量测噪声阵不准确时,也不能很好地检测突变故障的问题,提出了一种限制自适应滤波辅助残差法的诊断方法。基于贝叶斯理论推导出一种限制自适应滤波,利用其自适应调节性在线估计量测噪声阵,抑制滤波预报值跟踪软故障,以辅助残差χ2法进行故障检测。为了克服直接隔离故障法导致滤波精度降低,误检率增加的问题,提出了基于一步预测的故障处理和重构方法,即用前一时刻解算的结果预测当前时刻的导航信息。仿真结果表明,所提出的方法能实时有效地诊断出突变和软故障,保证系统在故障阶段的精度,并使系统在故障消失后及时恢复正常,提高了系统的可靠性。     

罗兰-C ASF修正方法研究

罗兰-C电波在陆地路径上的传播误差是罗兰导航系统及北斗／罗兰组合导航系统中重要误差源,严重影响系统的导航定位精度。本文提出了罗兰-C长波信号在陆地上传播的ASF修正的理论方法和实测方法,建立了电波传播误差修正的模型,并给出了实测方法的具体测试数据,充分验证了该方法的工程可行性。     

一种基于遗传模糊推理的自适应容错滤波算法

针对常规卡尔曼滤波在组合导航中容错性不足的问题,提出了一种基于遗传模糊推理的自适应容错滤波算法。首先建立了基于模糊推理的自适应滤波模型,利用模糊推理系统的输出对组合导航系统的量测噪声实时进行调整,以实现状态的精确估计,进而达到容错目的。接着利用自适应遗传算法对模糊推理系统的隶属度函数参数进行了优化,提高了系统的输出精度,改进了传统模糊建模中系统精度取决于专家知识是否完备的问题。最后以SINS/GPS组合导航系统为平台进行了仿真,并在系统工作中间时刻引入量测噪声故障。验证结果表明遗传模糊推理自适应滤波算法比常规卡尔曼滤波具有更强的容错能力和总体精度,在仿真中,平均位置和速度均方根误差分别降低了20.87%和41.94%。     

采用矩谐分析和支持向量机的地磁导航基准图构建方法

为便于在地磁导航工程应用中进行载体磁场和地磁场变化的修正,提出了一种采用矩谐分析和支持向量机的地磁基准图构建方法.在导航区域中心采用矩谐分析法来预测基准数据,包括地磁场剩余值计算、地理坐标转换、地磁分量转换、矩谐系数求解及中心区域基准数据预测等,以提高地磁基准图的精度并利于修正;在导航区域边缘采用支持向量机法来预测基准数据,包括核函数选取、参数优化、模型训练及边缘区域数据预测等,以减弱边界效应的影响;采用粒子群优化算法对支持向量机参数进行优化,以提高算法的运算效率.试验结果表明,该方法可提高所构建地磁基准图的精度,降低算法的运行时间.