SINS/GPS制导弹药导航坐标转换算法研究

首先,以大地测量领域中常用的高斯投影法作为导航坐标系转换基准,并建立了高斯投影算法模型;其次,分析了基于SINS/GPS制导体制的制导弹药常用导航坐标转换算法及其误差;最后,在其基础上提出了一种基于地球模型改进的导航坐标转换算法。仿真结果表明该算法计算量小、可靠性高、转换精度显著高于常用算法,适应于SINS/GPS制导弹药导航坐标转换数学仿真和工程化应用。     

基于全球定位系统的相机标定方法研究

采用标定模板进行相机标定是目前广泛应用的方法。由于标定模板的限制,该方法在大视场、远距离工作时不能覆盖所需画面的全部,不能实现对相机的准确标定。结合全球定位系统实时动态（GPS RTK）定位工作模式的高精度全方位坐标信息获取技术,提出一种基于GPS的相机标定方法。该方法基于GPS RTK工作模式获取GPS质心在WGS-84坐标系中的坐标信息,通过坐标转换得到世界坐标系中的坐标位置;用被标相机拍摄GPS在不同位置的图像,采用Harris角点检测算法获得GPS质心的图像坐标,根据成像模型及相机投影矩阵,实现相机标定。实验证明,该方法可有效获取全方位的空间坐标信息,与传统相机标定方法相比,图像像素标定均方误差仅为0.125 36,是一种行之有效可取代标定模板的相机标定方法。     

GPS定位的坐标转换

大地坐标系之间的转换一直是导航领域十分关注的课题,在GPS的应用中有着必不可少的作用.随着GPS越来越广泛的使用,其精度要求也越来越高,大地坐标系之间的转换的重要性日趋明显,甚至许多项目的成败完全取决于坐标的转换和转换精度.本文主要介绍了地球椭球体的参数、坐标转换模型、变换公式和计算实例.     

GPS定位的坐标转换

大地坐标系之间的转换一直是导航领域十分关注的课题，在GPS的应用中有着必不可少的作用。随着GPS越来越广泛的使用，其精度要求也越来越高，大地坐标系之间的转换的重要性日趋明显，甚至许多项目的成败完全取决于坐标的转换和转换精度。本文主要介绍了地球椭球体的参数、坐标转换模型、变换公式和计算实例。     

基于Ozone算法的GPS大地坐标变换

基于Ozone算法的GPS大地坐标变换,采用WGS-84地心坐标系.其基本参数包括椭球体长/短半轴和体扁率、地球引力常数及自转角速度等.该算法无需迭代,即可由大地直角坐标直接求出地理坐标.其算例只考虑经纬度二维情况可满足精度要求,并提高数据处理效率.     

基于测距/测速信息的无人机协同导航算法研究

为了提高无人机编队的导航精度,提出了一种基于测距/测速信息的主从式无人机协同导航算法。僚机通过机载数据链和相对导航设备分别获取长机导航信息和相对导航信息。建立了协同导航系统模型,推导了相对导航信息的坐标转换,利用卡尔曼滤波器对各无人机导航信息和相对导航信息进行融合,估计出各僚机惯导误差并进行仿真。仿真结果表明,该算法与现有的无人机协同导航算法相比,在位置和速度估计精度上都有明显提高。     

系统标定中的透视投影模型

以相机的透视投影模型为基础,根据椭圆拟合与投影变换,建立使用特定靶标计算两相机相对位置的标定模型。分析在不同坐标系下物点与像点的坐标转换关系,分别通过椭圆拟合模型和精确模型,提出求解空间圆的圆心在像平面上的像坐标的算法,并对精度和稳定性进行检验与分析。分析结果表明,椭圆拟合模型求解较简单、方便;基于透视投影变换规律的精度模型结果较精确,但需给出较多的相机外部参数。     

基于坐标转换实现双基地雷达目标参数的定位

依据GPS准确测定雷达接收站在GPS-84坐标下的坐标参数,提出了基于坐标转换实现双基地雷达目标参数的定位,分析了基站不同距离部署时,考虑高程差和地球曲率对目标坐标参数测量的影响,进行了坐标转换的推导,给出了目标坐标参数定位公式,得到了比交叉定位测量更精确的目标坐标参数.     

无人机对目标的大地定位

阐述了无人机对地面目标的定位过程, 并详细介绍了目标从无人机坐标系到大地坐标系的坐标变换, 实现了无人机对目标大地定位的坐标解算.     

坐标系选取对炮兵作战的影响分析

针对不断提高的炮兵装备射程,定量分析采用空间大地坐标系和高斯平面直角坐标系计算炮目距离和方向时的差别,同时分析采用1954北京坐标系统和2000中国大地坐标系统对距离计算精度的影响。分析结果表明：由于投影变形,在高斯平面直角坐标系下计算炮目距离时误差可达1‰,计算炮目方向的误差在距离远时也较大,应视情况予以修正;采用1954北京坐标系统和2000中国大地坐标系统计算炮目距离时,二者计算结果之差小于实际距离的0.05‰,其影响可忽略。     

差分GPS定位系统在常规兵器试验基地中的应用

论述了差分 GPS定位系统的工作原理 ,以及 GPS系统使用的大地坐标与大地测量使用的平面直角坐标的换算原理和使用于电算的计算公式。并介绍了采用一种较低成本的差分 GPS定位系统在常规兵器试验基地进行场点大地测量的实用方法。     

地心直角坐标到大地坐标常用转换算法的分析与比较

在靶场试验任务中,经常要用到地心直角坐标到大地坐标的转换算法。总结了几种常用算法，并使用实例数据对各个算法的复杂度和精度进行了分析、比较，其结论对试验任务中算法的选择具有实际的指导意义。     

发射系下SINS/GPS 组合导航系统的算法研究

基于地理坐标系下的传统捷联惯性导航系统无法直接获取发射系下的导航参数,难以满足空天飞行器等高轨道飞行器对高精度、高可靠性导航系统的需求,研究了发射系下捷联惯性导航算法.搭建了基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的SINS/GPS组合导航模型,传感器获取的导航量测信息直接在发射系下进行捷联惯导解算,为飞行器等提供位置、姿态等信息.采用STM32、XSENS惯性器件和GPS接收机构建相应的算法验证平台.实验结果表明:发射系下的SINS/GPS组合导航系统能提供较高的导航精度,从而验证了发射系下的SINS/GPS组合导航系统算法的正确性与合理性.     

制导炸弹中坐标转换的误差分析及修正

制导炸弹飞行距离短,发射点和目标点的经、纬、高坐标已知,为了得到高精度导航信息,必须严格控制坐标转换过程中的精度损失.分析了制导炸弹坐标转换模型中各坐标系之间的关系及转换精度,讨论了各种不同类型误差对整体转换精度的影响,将主要误差归结为3类,分别采取相应的措施进行修正,设计了一种直接对目标点位置进行跟踪的新坐标转换方法,并成功应用到半实物仿真中.仿真结果表明,该方法的理论模型及其修正措施能很好地修正误差,为炸弹高精度制导提供条件.     

地面系下的GPS/SINS组合导航算法设计

从惯性导航误差方程着手,推导出了地面坐标系下的组合导航算法状态方程和量测方程,并给出了Kalman滤波的计算方程,通过仿真验证了组合导航算法的滤波性能。