机群编队相对导航技术研究

为了满足机群编队协同作战对自主性、高精度相对导航的需求,本文分析几种相对导航技术体制的优缺点,给出了一种适合于动平台编队相对导航的研究方向,阐述了相关的研究内容。     

基于衰减因子的分布式卫星高精度编队导航技术

针对分布式卫星长时间高精度编队导航问题，提出了一种基于衰减因子的自适应编队导航算法。首先，建立基于 e/i 矢量的编队卫星相对运动方程，其次，完成星间相对位置与相对轨道根数的转换，最后，引入自适应衰减因子，增加系统稳定性，完成高精度相对导航估计。 仿真数据表明，该方法能克服模型线性化的误差，比传统的 CW 导航算法具有更高的构型确定精度，并且能实现长时间稳定的编队导航。     

JTIDS相对导航与惯导对航迹质量影响的对比分析

针对空中机群编队的定位导航问题，本文研究了相对导航和惯性导航两种导航模式对联合战术信息分发系统网内平台位置质量的影响，并从本质上比较了二者产生的定位误差，在此基础上进一步对上述两种导航模式对 C2 平台的航迹质量影响进行了定量分析。     

基于伪距/伪距率双差的INS/GNSS紧组合相对导航算法研究

随着惯导/卫导组合导航技术的发展,将其应用于编队相对导航的研究越来越多。结合卫导差分相对定位、INS/GNSS 组合导航技术,本文将编队成员中主节点和从节点伪距、伪距率的两次差分量直接作为观测量,研究了一种 INS/GNSS 紧组合相对导航新算法。该算法通过两次差分操作可以消除大部分传播路径误差以及公共时钟误差;利用惯导的平滑特性能够消除测量量中的部分随机噪声。仿真结果表明：该算法能够提供精度更高,更加平稳的相对导航信息。     

专家系统在水下导航信息融合中的应用研究

介绍水下导航信息融合专家系统的设计与实现。该系统应用专家系统理论对潜艇导航信息处理领域的知识进行建模，具有实时地、快速地判断和处理导航信息以提高导航精度和导航自动化的功能。     

一种新颖的无人机编队拓扑形成与信道接入机制

针对全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）高精度相对定位的无人机编队飞行应用中的信息交互与通信时延问题，首先优化设计了编队飞行网络拓扑，实现所有成员的信息交互且通信代价最小；其次，基于优化设计的网络，提出一种新的通信信道接入机制；最后对16机编队飞行场景进行了仿真分析，评估通信网络及相对定位性能。结果表明，编队成员端到端通信时延小于20 ms，且当通信与载波相位差分处理的总时延小于相对位置感知时间间隔时，相对位置感知精度可达到亚分米级，且感知误差与时延和载体运动状态相关。     

舰艇编队对潜攻击信息处理研究

舰艇编队对潜攻击信息处理与其攻潜效果密切相关,是潜艇对水面舰艇编队威胁判断的基础性研究内容.以典型的舰艇解算潜艇运动要素方法为例,讨论了编队成员级潜艇要素解算、编队级潜艇要素融合和编队成员攻击要素概算3个编队反潜信息处理步骤的计算过程,推导了初始编队成员探测误差在信息处理流程中的传播.实例分析以非编队条件下的单舰为参照对比说明编队对潜攻击信息处理能够提高各成员的攻击要素概算精度,从而影响编队对潜攻击效果.     

确定采样型滤波器优化算法及其在编队导航中的应用

针对基于视觉的编队导航系统的导航参数估计问题,开展了确定采样滤波器对导航参数的估计研究。根据僚机体坐标系下的编队运动方程和视觉量测方程,建立了适用于确定采样滤波器的系统状态方程和量测方程。针对采样点不能满足姿态四元数的归一化要求,采用无约束的罗德里格参数代替四元数进行采样,选择的采样点能够满足编队导航系统的要求。采用3阶采样点的确定采样型滤波器对编队导航状态进行估计。UKF和CKF由于分别存在中心采样点权值过大和非局部效应而导致滤波发散,因此通过正交变换的方法对非局部效应进行修正,实现了估计误差的稳定收敛。通过仿真验证表明,提出的改进方法能够满足编队导航状态估计的要求。     

利用编队位置保持设备提高机群自主导航能力

本文提出了利用编队位置保持设备的相对定位和数据链功能,提高编队飞机的惯性导航设备定位精度的思路。通过仿真分析,论证了高精度相对定位功能可以延缓惯导位置误差的发散速度,实现较高精度的长航时机群自主导航。     

基于UKF算法的编队卫星相对导航技术研究

航天器编队飞行协调工作,必须精确确定航天器之间的相对位置和相对速度,即进行编队飞行相对导航。文中应用载波相位差分GPS手段进行编队飞行卫星相对导航设计,采用UKF非线性滤波算法进行相对导航滤波器设计,从仿真结果可以看出此相对导航算法可以达到较高精度,具有实用价值。     

基于自适应EKF的相对导航算法研究

针对测距测角相对导航中测量噪声不可精确获知往往导致相对定位精度下降的问题,本文研究了基于自适应扩展卡尔曼滤波(EKF)的相对导航算法。利用泰勒级数展开对测量矩阵进行线性化处理,并利用自适应时变噪声估计方法对测量噪声方差阵进行动态估计,状态噪声方差阵通过惯导特性的先验值获得。仿真结果表明,基于自适应EKF的相对导航算法可获得高精度且连续平滑的相对定位信息,尤其在测量噪声发生变化时更是表现出良好的导航参数估计性能。     

信息扩散在无线传感器网络中的应用

首先假定在一个动态、实时的大型楼宇式停车场环境中,使用无线传感器网来支持信息查询和导航系统。基于扩散方程和泊松公式,提出一种新颖的信息查询和导航方法,该方法能够更便捷、有效地完成导航系统进程。从信息导航理论研究的角度来分析,一般假定研究工作的环境是理想状态,受到很少的限制,同时假定实际中一些错误的导航进程可以得到更正。为了达到导航系统的精确性,首次应用了信息传播、电势场以及偏微分方程（扩散方程）的相关知识,同时将梯度下降法应用于该算法。在研究过程中,采用了完整的数学推导。模拟实验表明,该方法准确方便,并且高效地克服了典型传感器网络配置信息导航系统最优解较难快速获得和存在竞争冲突的弱点。同时,扩散方程的结构也更具灵活性和适应性。导航性能也有较大提高,还可避免甚至消除竞争冲突。另外,热扩散方程的灵活使用克服了原有调和函数方法强约束的缺点,取得了模型降阶的效果。     

卡尔曼滤波算法在相对导航中的应用

本文针对 JTIDS 下引入的导航功能，从概念原理上进行了论述，对如何实现导航功能作了深入的研究，包括采用 TOA 技术实现相对导航，以及卡尔曼滤波器的设计；并对系统方案的实现方法进行了仿真验证，给出仿真结果。     

基于GDOP的JTIDS相对导航定位源选择研究

分析 JTIDS 相对导航定位原理及其误差特性，研究导航源时间质量、位置质量及导航源与用户几何位置关系即几何精度因子(GDOP)对定位精度影响。在导航源时间质量、位置质量一定情况下，仿真分析 GDOP 值，提出基于 GDOP 值的导航源选择原则，以供相关人士参考。     

基于凸包的非合作目标视觉导航系统特征点选择方法

非合作目标在接近的过程中，将所提取的特征点直接用于相对导航会因特征点数目过多导致计算量大。为减小相对导航的计算量，需从提取的特征点中选择一个子集用于相对导航。假设所提取的特征点在非合作目标的同平面内，将目标表面特征点选择问题转化为像平面特征点选择。同时，文中研究了视觉系统的精度因子（DOP），并利用精度因子与平面特征点构成的面积呈反比的特性，提出像平面特征点的凸包作为观测量用于相对导航。仿真表明:将同平面特征点的凸包用于相对导航，具有较高的精度，同时能够有效减少特征点数；计算凸包的时间远小于求解最优PDOP的时间，能够应用于实时计算。     

GIS动态实时导航架构

随着我国社会经济的快速发展,科学技术的不断进步,卫星定位、移动通信、计算机技术与地理信息系统（Geographic Information System,GIS）不断融合.通过实时采集交通信息,结合动态导航技术,形成基于手机的动态实时导航系统.系统能够满足交通的时空特性与时变性等要求,主要功能是实现地图管理、实时交通信息、轨迹管理与路径规划,为出行者选择最优路径,进行实时导航,从而提高出行者的出行效率,缓解交通压力.在此基础上,对实时交通信息获取、地图匹配与动态路径规划等关键技术进行研究分析.     

Link16数据链导航功能实现与改进

基于同步的相对导航与精确定位技术是Link16数据链运行的关键.针对国内文献对该技术介绍较少的情况,分析了相对导航的基本原理,研究了利用往返计时报文实现精确同步的方法和步骤,建立了相对导航解算方程以及相对栅格与地理栅格坐标之间的数据转换模型,最后提出了一种用GPS/IMU数据融合和卡尔曼滤波方法提高导航精度的方案.应用...     

基于小波分析的故障检测技术研究

针对导航系统所存在的软故障及其特性,并结合小波信号分析的特点,提出了基于小波分析的组合导航系统故障检测的方法,采用该方法对含有软故障的组合导航系统信息的量测信号进行处理与分析,从而达到故障检测的目的,将此方法应用于捷联惯性导航系统／全球定位系统（SINS／GPS）组合导航系统的故障检测。对仿真结果的分析表明,该方法可以检测出组合导航系统的所存在的软故障,并且更加简便灵活,效果明显。     

基于MapX的卫星遥感影像地图导航系统设计

针对现有的无人机矢量地图导航系统图像不直观、高程数据缺失和矢量点线位置精度有限等不足,基于MapX开发平台,设计了无人机地图导航系统的结构与功能方案。对卫星遥感影像地理信息关联及海量检索处理、矢量图层与栅格图层综合显示处理等关键技术进行了研究,并利用VC++6.0工具开发了一套地形地貌直观丰富、数据处理方便可靠的无人机卫星遥感影像地图导航系统。