基于递推最小二乘算法的惯导姿态误差动态标定方法

在分析最小二乘算法原理的基础上,提出了一种基于递推最小二乘算法的惯导姿态误差动态标定方法,建立了计算模型,进行了仿真分析.仿真结果表明,该方法具有较高的解算精度和计算效率,航向误差解算精度优于3.5”,水平误差解算精度优于0.15".该方法解决了动态条件下惯导姿态误差实时标定的技术难题,对提高惯导姿态测量精度和测量船外...     

利用陆基无线电测距信息修正惯导技术研究

介绍几种常用外部信息辅助惯导的组合导航方式.结合陆基无线电导航的特点,提出了利用无线电精确测距信息对一定区域内的飞行目标进行惯导误差修正的方案.推导出单站测距误差方程,并用最小二乘法解算出惯导修正参数.整个系统组成简单,易于实现.     

基于HHT的光纤惯导系统级标定改进算法

传统的系统级标定方法是将温箱压缩机、转台电机等环境引起的随机噪声视为白噪声,而实际过程中输出信号具有非平稳和非线性特征。最小二乘拟合法是一种线性回归方法,利用该方法求解的误差系数成为制约光纤捷联惯导系统实现高精度的关键因素之一。针对上述问题,该文提出了一种基于希尔伯特-黄变换的捷联惯导系统级标定改进算法。通过希尔伯特-黄变换去除惯性仪表原始输出信号中的高频随机噪声,再利用系统级标定法计算惯性测量单元(IMU)误差参数。经多组试验证明,该方法能够有效提高IMU误差参数辨识的准确性,1 h的动态导航位置误差相对减少约10%。     

敏感轴安装偏角的误差分析与双位置标定方法

对于光电辅助惯导系统的高精度定位定向而言,系统间敏感轴安装偏角的标定是惯导系统初始对准的关键。该文通过分析影响敏感轴安装偏角的主要因素,在不依赖外界辅助定位信息的情况下,使用双位置信息对敏感轴安装偏角进行标定。通过对误差模型进行分析,采用递推最小二乘参数辨识算法精确估计出惯导系统误差和敏感轴安装偏角。仿真结果表明,姿态估计误差优于0.1′,敏感轴安装偏角的标定精度优于1′,并且算法简单,实验操作方便,耗时较少,不依赖于外在环境,因此,本系统满足高精度定位定向系统的对准要求。     

激光捷联惯导系统射前自标定方法

在分析激光捷联惯导系统静态误差模型的基础上,从系统实际应用情况出发,该文研究了激光捷联惯导系统射前自标定法。该方法充分利用了激光捷联惯导系统自身测量数据,在不依赖外界基准信息情况下,通过导弹起竖和转动获取所需标定位置,完成了误差系数自标定。实验结果表明,该文研究的激光捷联惯导系统射前自标定法能够达到标定精度要求,实现简单方便,具有较强的工程实用性。     

激光捷联惯导系统的射前快速标定技术

捷联惯导系统射前自标定是提高系统精度的重要途径。基于激光陀螺标度因数稳定的特点,建立了适合激光陀螺捷联惯导系统射前自标定的加速度计误差参数模型。分析了基座扰动使姿态发生微幅变化对加速度各通道输出影响,设计了适合激光陀螺捷联惯导系统的加速度计自标定算法,该算法具有一定的抗扰动能力。在误差参数可观测性分析的基础上,设计了射前自标定方案,并进行了实验验证,试验结果表明,该方案可快速准确标定出加速度计相关误差参数。     

基于24位置的MEMS惯性传感器快速标定方法

针对微惯性测量单元原始输出信息受零偏、标度因数、非正交误差等误差项干扰影响测量精度的问题,提出一种无需借助高精度转台的MEMS IMU快速原位标定方案。在分析MEMS惯性传感器输出特性的基础上建立传感器误差模型,利用六面体夹具设计IMU 24位置连续转停标定方案,以重力及各次旋转角度为参考信息完成传感器误差标定。针对加速度计零偏、标度因数、非正交误差9个参数构造标定模型,采用牛顿法估计误差参数最优值,考虑陀螺仪零偏与标度因数6个误差参数,利用最小二乘法计算误差参数最优估值。分别进行加速度计、陀螺标定补偿实验,实验结果表明,提出的MEMS IMU快速原位标定方法能快速得到传感器误差参数,提高了输出数据精度。     

曲线光顺在惯导平台自标定中的应用

提出了一种新的惯导平台自标定数据处理方法——曲线光顺法。根据自标定数据特点给出了适于自标定数据的曲线光顺准则。分析了野值对曲线二阶差商的影响规律,提出了一种野值剔除算法。通过将最小二乘与B样条结合得出二阶差商参考值,并使实际差商与参考差商距离达到最小从而得到野值修改值。实验结果表明,该文的算法能很好地解决惯导平台自标定数据的野值剔除问题,可通过调节参数来控制光顺精度,并具有算法简便、易于操作的优点。     

光纤陀螺捷联惯导系统艇上系泊状态自标定方法

从实际工程使用角度出发,提出了一种在系泊状态下的系统级自标定方案,避免了惯导系统在艇上的反复拆装。提出的系统级标定方法设计了15位置转位方案,可以通过Kalman滤波对陀螺仪和加速度计的零次项误差,标度因数误差,安装误差进行精确估计,除了对以上误差参数的估计外,对影响导航精度的内杆臂参数和加速度计正负通道非对称误差也可以进行估计。并根据系泊状态的特殊晃动环境,设计了零相位延迟的低通滤波器从惯导系统的速度解算中得到速度误差,保证了惯导系统在不依赖外界输入条件下完成自标定任务。仿真及实验结果表明,该方法能在系泊状态下准确估计出全部误差变量,且与静基座标定结果相符,具有实际应用价值。     

基于加权最小二乘的红外热像仪的标定

目前,人们在对红外热像仪进行辐射标定时,普遍采用精度不太理想的最小二乘法.为减少热像仪的系统随机误差、环境波动和黑体温度不稳定等因素对标定结果的影响,提高标定模型的精度,建立了基于加权最小二乘的红外热像仪标定模型,并分别基于加权最小二乘法与最小二乘法进行了标定实验和辐射测量实验.实验结果表明,基于加权最小二乘的标定模型的拟合精度更高,其在辐射测量实验中的平均测量精度比基于最小二乘的平均测量精度提高了2.3％.基于加权最小二乘的红外热像仪的标定具有较强的实用价值和一定的借鉴意义.     

火箭弹载捷联惯导简易标定路径设计

捷联惯导误差标定中考虑的误差主要包括零偏误差、刻度系数误差、安装误差。标定的误差参数越多,难度越大,并且火箭炮在发射标定阶段无线运动,只能进行两自由度角运动,导致误差参数基本不可观测。如果能抓住影响导航精度的主要误差,将可简化标定算法,简化标定过程,提高标定效率。基于这样的思路,将旋转的弹丸类比为旋转惯导,从误差方程入手,采用提取误差直流分量的方法对飞行中的弹载惯导进行误差分析,得出影响导航精度的主要误差参数,然后提出了利用机动前后速度误差的变化的方法进行机动方式设计,该方法不需要求解微分方程,大大降低了计算量。仿真结果表明,所提出的简易标定方案解决了发射准备阶段激励不足,不能进行有效标定的问题。     

大尺寸空间角度检测系统的现场标定方法

为了实现大尺寸空间异面直线夹角检测系统的现场标定,提出了基于待测对象的现场标定方法。结合一个具体的工程实例介绍了系统的测量方法,针对系统内部机器视觉子模块的测量对象提出了适于现场快速实施的标定策略。分析了影响系统检测精度的各项误差源,给出了系统标定板的设计加工方案。研究了系统的框架设计和标定板布局的合理性。设计了标定环节的数字图像处理流程,并给出了各个步骤的处理结果。实验结果表明,在光照条件为355lx的情况下,采用所提出的标定方法使视觉检测系统的误差均值由0.065123°缩减为0.00219°,补偿效果满足要求,系统对于间隔7m的异面角度的标准测量不确定度为0.114°。     

基于固定点平滑的CNS/INS一体化偏差标校方法

CNS/INS 一体化偏差是制约组合导航系统精度的重要因素，本文提出一种基于 Kalman 固定点平滑的惯性/天文组合导航系统一体化偏差估计方法。在常规 Kalman 滤波估计流程的基础上，充分利用量测期间的全部观测值对滤波状态参数进一步平滑处理，实现状态参数的最优化估计。仿真结果表明，相比常规 Kalman 滤波算法，该方法可有效提升滤波器状态参数估计的稳定性和精度水平，方法的有效性得到验证。     

捷联惯导在线标定技术

捷联惯导在线标定技术对于提高导航载体的机动性和导航的准确性至关重要。充分阐述了捷联惯导在线标定技术研究现状,对在线标定中的误差建模、可观测性分析、最优误差激励方式的选择以及参数估计进行了深入分析和归纳。指出了在线标定技术进一步的研究方向,对在线标定技术的了解和深入研究具有一定的指导意义。     

基于GPS基准点的航空吊舱垂直下视目标定位方法研究

传统的无人机目标定位技术要求在外场对惯导基准,减振器基座和光电平台坐标系之间进行复杂的标校,利用空间坐标系转换理论对地面目标进行定位。但由于各坐标系之间标校的偏差和飞机经纬度的误差,使得定位结果精度较低。航空吊舱采用惯导系统和光电转台固联的安装方式,可以彻底消除减振器带来的误差。光电转台在垂直下视状态下,利用飞机海拔高度和激光测距值就可以算出目标点海拔高度。同时利用目标点和GPS基准点之间的像素关系并结合基准点地理经纬度可以准确计算出目标点的GPS坐标。通过仿真实验可以看出航空吊舱在垂直下视模式下,基于GPS基准点进行地面目标定位的方法可以得到较高的精度。相比空间坐标变换的定位方法节省了复杂的系统标校过程,简化了算法公式,不仅提高了定位精度,还增加了解算的实时性。     

Development of a ground-based radar for scattering measurements

A ground-based C-band scatterometer system has been constructed at the Multimedia University, Malaysia. This is an inexpensive FM-CW radar that was efficiently constructed from a combination of commercially available components and in-house fabricated circuitry. The system has full polarimetric capability for determining the complete backscattering matrix of a natural target. It will be used to conduct in-situ backscatter measurements on Earth terrain, such as vegetation fields, forests, and soil surfaces. This paper presents the system design and the evaluation results of the scatterometer system. The system was tested at a football field. A metal sphere was used as the calibration target. The backscattering matrices of an 8" trihedral corner reflector and of a 4" /spl times/ 8" dihedral corner reflector were measured. The dihedral was rotated at different angles to provide different sets of polarimetric data. The results were compared with the theoretical values to verify the effectiveness of the calibration technique. The external calibration and internal calibration procedures, as well as the approach used in measuring the relative phase response, are discussed.     

3~5μm红外天空亮度测量的多元定标模型

传统一元定标法测量红外天空亮度,面临诸多困难,如测量易受环境温度变化影响、仪器动态范围不足等。提出增加积分时间为自变量的二元定标模型,解决了仪器动态范围不足的问题;然后通过改变环境温度的系列实验,掌握了二元定标模型中仪器辐射随环境温度变化的规律;基于此,提出再增加环境温度为自变量的三元定标模型。实验数据表明,三元模型与实测数据拟合程度很高,相关系数为1.000,模型参数a、b、d,95%置信度的相对不确定度均小于0.82%,当环境保持某一温度不变时,三元模型退化为二元模型,各模型参数稳定,其相对偏差小于0.6%。最后,通过红外天空亮度实测,验证并比较了三元和二元定标模型;结果表明,三元模型定标测量法使用条件宽泛,既扩大了仪器动态范围,又不受环境温度变化影响;更重要的是,不再需要现场定标,提高了测量精度和测试效率。     

微波光子技术相控阵雷达天线现场校准系统

研究了基于微波光子技术的相控阵雷达天线现场校准技术。介绍了微波光子技术进行相控阵天线现场校准的基本原理,通过利用架设在相控阵天线阵面上的光学探针中的电光晶体的泡克尔斯效应,使得自探针反射的光学信号携带有天线单元的近场辐射信息,在将其进行光电转换后采用外差相干检测的方法来获得信号中所携带的天线单元的幅相信息,便可实现对天线阵面天线单元辐射场信息的快速检测,实验验证系统的电场幅度和相位测量精度可以分别达到0.3 dB和2,同时该方法对被测天线单元具有侵入性低、抗干扰能力强、体积小等优点,满足相控阵天线现场校准的实际需要,具有很强的工程实用价值。     

一种多线激光雷达与GNSS/INS系统标定方法

对于车载激光雷达(LiDAR),惯导系统(INS)与卫星导航(GNSS)的组合导航定位系统,传感器数据融合之前需要对传感器安装位置进行标定。针对以上目标本文提出了一种基于分步迭代法与KD树优化的DBSCAN算法寻求最优安置参数的方法。对初始安置参数进行粗略测量后通过分步迭代法迭代初始参数附近的值,并基于KD树优化的密度聚类算法(DBSCAN)将转换到唯一坐标系下的相邻帧点云集位置重合度进行评价,择优得到最准确的安置参数。实验使用最近迭代点算法(ICP)对不同分步步长的标定参数结果进行对比,实验结果表明安置参数在缩小步长的情况下精度会得到略微提高;本文采用的方法相比初始估计外参提高了标定精度。     

Accurate Characterization of Silicon-On-Insulator MOSFETs for the Design of Low-Voltage, Low-Power RF Integrated Circuits

The maturation of low cost Silicon-on-Insulator (SOI) MOSFET technology in the microwave domain has brought about a need to develop specific characterization techniques. An original scheme is presented, which, by combining careful design of probing and calibration structures, rigorous in-situ calibration, and a new powerful direct extraction method, allows reliable identification of the parameters of the non-quasi-static small-signal model and the high-frequency noise parameters for MOSFETs. The extracted model is shown to be valid up to 40 GHz.