基准地图测绘下的视觉导航算法

针对GPS 信号拒止环境下自主导航定位问题,提出一种基于全局定位基准地图测绘的视觉导航算法。在 卫星导航信号可用时,利用同步定位与制图(simultaneous localization and mapping,SLAM)算法对使用场景制图,利 用时间戳与实时动态定位技术(real-time kinematic,RTK)将全局定位数据进行对齐,使用在线SLAM 算法载入全局 定位基准地图并进行全局范围内的导航定位。实验结果表明：该算法只需依赖视觉图像数据即可完成全局定位,其 定位和导航精度达到亚米级,导航与定位的误差平均值为0.36 m,均方差为0.31 m,满足实际应用要求。     

基于地理信息的火炮综合导航系统方案设计

采用单一的导航方法,其精度和可靠性无法满足未来火炮导航技术发展的需求,基于地理信息的综合导航定位方法是未来发展的一个重要方向,因而得到了广泛的关注.以传统导航方式的优缺点及开展基于地理信息的综合导航定位技术的必要性为出发点,在讨论地理信息导航方法在国内外的发展概况的基础上,提出了基于地理信息传感器和同步定位与地图创建构成的地理信息导航综合导航硬件设计方案,并给出了存在的问题和涉及的关键技术.     

单领航者相对位移测量的多自主水下航行器协同导航

针对单领航自主水下航行器(AUV)协同导航系统对定位精度和实时性的要求,提出了一种新的基于相对位移量测信息的协同导航方法.通过分析单领航AUV协同导航系统的定位原理和运动学模型,结合相邻采样时刻主、从AUV间相对位置的几何关系及航位推算信息,利用扩展的Kalman滤波(EKF)导航算法实现对从AUV的定位估计.与已有的...     

深度相机与微机电惯性测量单元松组合导航算法

针对室内非结构环境下,全球定位系统、无线电定位等定位手段使用困难,轮式里程计在楼梯等场合易出现打滑或空转而误差较大,单一视觉传感器或微机电系统(MEMS)惯性测量单元(IMU)很难实现高精度自主定位,以及传统的视觉与MEMS IMU组合导航算法复杂、计算量大、导航精度低等问题,提出一种适用于室内的深度相机与MEMS IMU松组合导航算法。MEMS IMU预积分结果作为改进迭代最近点(ICP)算法的迭代初值,大幅减少了迭代次数;通过深度相机和MEMS IMU分别计算载体的位置并作差运算,将位置差值作为量测信息,使用扩展卡尔曼滤波估计MEMS IMU的导航误差,修正航位推算的结果;利用Kinect v1深度相机和MTI 100-IMU搭建的平台进行实验验证。结果表明,基于MEMS IMU辅助的改进ICP算法能够减少迭代次数约50%,基于位置差值的深度相机与MEMS IMU松组合算法导航定位误差小于总里程的10%.     

能量高效无线传感器网络时间同步算法

针对无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）能量受限的问题,提出一种基于双向报文交换同参考广播报文相结合的能量高效无线传感器网络时间同步算法。采用交替回复信息时间同步算法（Repeating Message Alternatively Time Synchronization,RMATS）,同步阶段网络内节点可根据规则进行选择性回复时间同步信息。仿真实验结果表明,该算法能有效减少时间同步过程中信息包的发送量,节省能量的同时保证一定的时间同步精度,均衡单个节点的能量消耗,适用于对特定区域或重要目标进行长期监视的无线传感器网络系统。     

面向集群协同的两点相对定位技术

无人集群节点间精确位置获取是集群协同的基础，但在复杂多变的应用环境中，全球导航卫星系统(GNSS)难以提供稳定准确的位置信息；难以部署辅助锚点；传统相对定位方法大多存在节点数量限制。针对上述3个问题，提出了一种GNSS拒止条件下的集群节点相对定位的新方法。以搭载惯性测量单元(IMU)和超宽带传感器的两个节点为例建立了相对定位模型，采用扩展卡尔曼滤波算法，融合机载IMU和机间距离信息，实现了相对位置的最优估计。仿真实验结果表明：在无人机相距200 m的范围内，所提方法可达到约1.3 m的相对定位精度，与现有多节点相对定位算法相比，提高了约4倍；在无需GNSS和辅助锚点的支持下，即可实现两个节点之间的高精度相对定位，能够为无人集群在复杂应用环境下的协同定位提供有效可行的解决方案。     

时间触发的CAN协议

CAN总线报文传输用时间触发操作解决网络拥塞.时间触发机制按时序表处理传输操作、时钟同步、基循环间时隙、时间主控器建立等任务.传输操作时刻表由基循环组成的系统矩阵为基础,时间间隔尺度以网络时间单元为单位实现时间同步.中断时刻表时,时间主控器在当前基循环后的参考报文内添加等待时隙请求,以协调整个网络.     

未知洋流干扰下基于单领航者的多自主水下航行器协同导航

洋流估计问题是多自主水下航行器(AUV)协同导航方法中的难点之一.针对未知洋流情况,给出了1种基于单领航者的多AUV协同导航方法.通过设计主、从AUV间的机动轨迹,将从AUV的初始定位以及洋流干扰、测速误差的初始估计问题转化为非线性极小平方优化模型求解,提高了初始化精度;并进一步将洋流干扰等作为状态变量参与协同导航过程...     

双星导航与捷联惯导系统在快速载体组合制导中的应用研究

利用卫星导航信息修正惯导信息是一种常用的信息融合方法.以捷联惯导(SINS)为基础,结合双星定位系统的特点,为了满足高动态载体高精度定位的需求,对于所提供的导航信息要求提供对应的延迟时间.分别建立了SINS和双星系统的导航方程,分析了它们的误差组成与特性.以此为基础,把双星导航与惯导导航数据中的位置差数据建立成时变参数的时间二次多项式形式,根据它们采样周期不一致的特点,并且双星导航数据时间间隔存在一定随机性的问题,采用递推最小二乘法(RLS)对位置误差模型的参数进行估计,进而得到临近周期实时补偿的位置与速度误差函数,与SINS数据复合就得到了融合后的高精度数据.该方法不需要对于误差的先验知识有所了解.仿真结果说明了这种方法的有效性.     

基于IMU/LIDAR的月面软着陆自主导航方法

针对中国探月二、三期工程及未来星际着陆探测任务中对探测器精确着陆的要求,为避免采用导航相机进行导航时的大量图像处理运算对导航实时性的影响及其对星载计算机性能的苛刻要求,同时克服传统导航精度低的缺点,提出一种基于惯性测量单元(IMU)加激光雷达(LIDAR)的着陆段自主导航方法。该方法利用惯性测量单元测得的探测器的加速度和角速度以及激光雷达测得的探测器相对于月面的距离和速度信息,通过改进扩展Kalman滤波估计出探测器的位置、速度和姿态。该方法的运算量较小,保证了良好的实时性,且仿真分析表明采用该方法对月面地形具有较好的适应能力,可获得较高的导航精度。     

转发式GPS干扰技术及其计算机模拟

GPS干扰以转发式GPS干扰信号欺骗敌方GPS接收机.当移动GPS信号转发器收到GPS信号后,精确复制并放大后转发出去,使敌方GPS接收机优先收到该信号,导致错误导航定位.计算机按星座参数及转发的电文内容模拟错误定位结果,计算出位置偏移和移动GPS信号转发器与导弹的位置关系,判断转发器干扰导弹的效果.     

某火炮总线网络交换机时间同步软件的设计与应用

设计了一种时间同步软件,该软件能够使某火炮总线网络系统实现同步控制。它的硬件平台以X86为核心,配合网络协议芯片,硬件定时终端及外部接口组成。在其上移植 VxWorks实时操作系统,并对VxWorks的启动、中断与时钟管理、存储与总线管理等进行了详细论述。在 VxWorks开发调试环境 Tornado 2.2中首先创建时间同步消息结构体,然后利用 UDP套接字实现时间同步消息的组播通信,终端节点根据消息内的时间信息进行同步。该嵌入式软件应用于某火炮总线网络交换机,并进行了性能评估,结果表明该软件满足系统对时间同步精度的要求。     

现场总线控制系统中GPS精确校时的实现

针对现场总线控制系统精确校时和时间统一的要求,提出了3种利用GPS授时功能对总线式系统进行校时的方案.以GPSDEC授时型接收机为例,其校时可通过RS-232接口端ASCII码信息和DCF77信号、及输出端自定义脉冲信号实现.开放性要求高的大中型总线网络及通用的智能设备,当总线系统中的通讯协议具有时钟功能时,可采用广播式校时法对设备逐个校时.顺序式校时主要针对下层智能设备种类较多的大型总线系统内的前置通讯,并按通讯机的先后依次校时.对时间精度要求较高且下层智能仪表具有时钟同步信号接口的小型总线系统,宜采用单点式校时.     

一种考虑时钟同步问题的多AUV协同定位算法

在多自主水下航行器（multi-AUVs）协同导航系统中,领航AUVs配备高精度导航定位设备,跟随AUVs配备低精度导航设备,领航、跟随AUVs均配备水声通信设备,跟随AUVs利用领航AUVs的广播信息获得其与领航者间的距离。本文针对领航AUVs与跟随AUVs问的时钟不同步问题,给出了AUV时钟相对偏移与相对漂移模型,并将跟随AUVs的时钟偏差作为未知量,提出了一种考虑时钟同步问题的multi-AUVs协同定位算法。仿真结果表明,该算法不仅可以大幅度提高跟随AUVs的协同定位精度,而且能够随时对跟随AUVs时钟误差进行估计,有效地提高了multi-AUVs协同导航系统性能。     

基于“北斗一号”卫星系统的野外车辆行动监控系统

利用“北斗一号”卫星系统的定位导航和短消息通信功能，野外车辆北斗用户把自己的定位数据通过短信息的方式传送到监控中心，然后在监控中心北斗服务软件收集定位数据，并传给行动监控软件，行动监控软件根据车辆定位数据，在态势地图上以图形的方式实时地、直观地显示车辆目标，从而实现监控中心监视野外车辆的行动情况。     

一种高可靠GNSS接收机位同步算法

位同步技术是GNSS接收机技术的重要组成部分,位同步错误会导致接收机伪距解算错误及无法正确解调电文。针对弹载GNSS接收机的高可靠性要求,提出了一种高可靠GNSS接收机位同步算法,对最大似然位同步算法进行了改进。在非相干积分过程中等间隔提取中间结果进行观测,综合多次观测结果和最终非相干积分结果进行位同步判断。数值仿真与分析表明,在弱信号情况下,在不增加估计时间的前提下,可以大幅度减小错误同步概率,对于提高弹载GNSS接收机可靠性有着重要意义。     

中远程反舰导弹基于OFDM的导航电文研究

文中从导航电文设计的角度改进了现有的导航系统.通过分析北斗卫星系统导航电文设计方法,提出基于正交频分复用调制(OFDM)技术的导航电文设计.新的电文设计可以实现所有卫星并行传输每颗卫星的星历,可以极大提高中远程反舰导弹载体的定位速度与精度,更有效的利用了有限的导航电文资源,增强了系统抗干扰能力,具有超越现有方法的优势与发展潜力,对提高舰载中远程反舰导弹的飞行精度具有很好的现实意义.     

X射线脉冲星导航探测技术发展综述

X射线脉冲星导航技术是一种具有发展潜力的新型自主导航技术,美国NASA、欧空局、日本JAXA等航天强国科研机构均将其列为重点发展对象,采用"自然界最精准的天文时钟"的脉冲星作为导航信标,可以大大提升航天器战时自主导航生存能力.本文综述X射线脉冲星导航探测技术的发展现状,深入分析X射线脉冲星导航对探测终端设备的需求,梳理出X射线脉冲星导航需要突破的关键技术及可实现的途径,为我国X射线脉冲星导航领域的快速发展提供了技术参考.