GPS载波相位整周模糊度的解算

提出了GPS信号受到干扰条件下确定整周模糊度的一种方法。这种方法将惯导伪距作为待定点目标位置的近似值，代入双差相位测量方程里，推导出误差项，通过最小二乘算法得到实数解的整周模糊度，再通过搜索找到正确的整周模糊度，仿真结果表明，该方法能有效地联合惯导和GPS测量量，两者测量量相互补充，使定位精度达到厘米级。     

LAMBDA整周模糊度解算方法中的整数Z变换算法

利用整数Z变换对高度相关的整周模糊度进行降相关，是LAMBDA算法的核心之一。阐述了联合去相关法和迭代法两种整数Z变换算法的基本原理及具体实现过程，通过实际算例从条件数、去相关数等方面对其降相关性能进行了评估和分析，结果表明两种算法去相关水平相当。迭代次数上也无明显差异，总体上讲联合去相关法的处理成功率高于迭代法。     

惯导辅助的动对动整周模糊度快速解算方法

针对北斗动对动相对定位中卫星信号极易受到外界环境的遮挡,导致整周模糊度无法快速、准确固定的问题,提出了惯导辅助的动对动整周模糊度解算方法。该方法利用两个运动运载体上的惯导的实时位置输出构造惯导伪距双差,并将其与载波相位双差进行组合,构造新的观测量和观测方程,再进行整周模糊度的解算。仿真实验结果表明,惯导信息的辅助使得模糊度浮点解误差明显减小,整周模糊度的固定时间缩短为16 s,相对定位精度达到厘米级,能够较好地实现动对动整周模糊度的快速解算。     

一种改进型的GPS单频整周模糊度快速解算方法

针对高精度的快速定位中观测矩阵存在病态性问题,研究了单频GPS整周模糊度快速解算方法。依据Tikhonov正则化原理和奇异值分解(SVD)的扰动性质,设计了SVD分解的改进算法,避免了因较小奇异值发生较大抖动而使正则化矩阵出现不稳定的情况;在分析法矩阵病态性特点的基础上,设计了正则化矩阵的构造方法,并从理论上证明了其优越性。实验结果表明,与传统方法和Tikhonov正则化-LAMBDA法相比,新算法能更有效地改善法矩阵的病态性,只利用3～5个历元即能实现模糊度浮点解的快速解算及其固定,且结果可靠,浮点值更加接近真实值。     

整周模糊度搜索空间确定方法研究

高精度GPS定位需要解算双差分载波相位的整周模糊度值。模糊度搜索空间的合理确定对整周模糊度计算的正确率和计算效率至关重要。通过比较几种常见的动态整周模糊度搜索方法,提出一种直接通过浮点模糊度方差阵确定整周模糊度搜索空间的方法。进行了基于实测数据的实验与分析。实验结果表明,该算法计算量小,且具有较高的正确率。该方法可使模糊度搜索效率得到提高,相应的定位精度明显改善。     

GPS整周模糊度估计的成功概率研究

以导航信息估计原理为基础，用统计的方法分析了整周模糊度估计的成功概率，说明了对原始观测数据去相关处理的必要性，提出了一种提高取整成功概率的方法，最后给出了仿真结果。     

中长基线下机载GPS定位模糊度动态解算方法研究

在机载GPS定位中,当卫星信号中断、失锁时间较长时,不能利用周跳检测技术恢复模糊度,这时需重新计算模糊度。由于此时基准站和移动站处于中长基线状态,其距离和高程差均较大,对流层和电离层延迟残差较大,将影响模糊度固定。本文利用Kalman滤波和电离层加权模型,把电离层延迟残差当作未知参数和位置参数、模糊度同时求解,得到模糊度浮点解和协方差,并利用LAMBDA算法固定模糊度。算例结果表明：电离层加权模型能有效消除电离层延迟残差,能成功解算基线长度达69．5km的基线模糊度,且删除低仰角卫星有利于模糊度解算。     

惯性辅助的单频GPS 整周模糊度快速求解

为改善法矩阵病态性,实现整周模糊度快速求解,提出惯性导航系统(inertial navigation system,INS)辅助单频GPS整周模糊度求解算法。将惯性伪距单差、GPS伪距双差、载波相位双差联立得到模糊度浮点解及其协方差阵,利用LAMBDA算法求解出整周模糊度固定解。分析引入惯性信息改善复共线性和病态性的原因,并利用GPS实测数据与仿真 INS数据进行实验验证。实验结果表明：INS辅助信息使得法矩阵条件数减小2个数量级,模糊度衰减因子下降55.81%,整周模糊度固定解求解的时间缩短75.44%,方法可行。     

基于卫星/地磁组合的弹箭滚转姿态解算方法

弹箭的飞行过程往往伴随高速旋转,这使弹体的姿态测量成为一大难题,常规惯性器件虽然也能测量,但成本较高。工程急需一种可以满足高过载、大量程、小体积、低成本要求的旋转弹体测量方法。针对这一问题,提出一种基于卫星定位系统与磁阻传感器组合的测量方法,利用卫星导航系统提供的弹道信息进行弹体滚转姿态解算。仿真结果表明:解算的结果与惯导输出的滚转角基本相符,误差较小,精度可以满足工程使用。     

基于模糊自适应互补滤波的姿态解算算法

在互补滤波姿态解算算法中,如果将滤波器参数设置为固定值,加速度计测量值包含振动噪声和运动加速度会影响姿态解算效果;针对此问题,首先根据加速度计测量值的模值对姿态解算算法进行改进,然后根据加速度计测量值求取的误差能反应载体运动状态这一特性,提出了一种模糊自适应互补滤波姿态解算算法;仿真试验表明:     

基于变分正则化参数估计的伪码调相引信重构式干扰方法

基于截获信号的参数估计及重构的重构式干扰能够在恶劣电磁环境下确保干扰信号同引信信号的相干性,从而显著提高干扰效果,是新一代引信干扰机的重要技术特征,重构式干扰的关键在于低信噪比条件下截获信号调制参数的精确估计,但伪码调相信号的相位突变特性导致其参数难以通过传统时频分析获得。针对这一问题,提出基于变分正则化参数估计的伪码调相引信重构式干扰方法。通过插值傅里叶精确估计截获信号的中心频率,并将截获信号下变频为零中频信号;利用伪码序列的稀疏性,设计变分正则化迭代算法从零中频信号估计截获信号的伪码序列;根据参数估计结果重构引信信号,通过仿真及试验验证所提方法的性能。研究结果表明：所提方法在-10 dB截获信噪比条件下具有优良的参数估计性能,低截获信噪比条件下基于参数估计的重构式干扰效果优于传统的预置波形干扰及转发式干扰。     

基于阵列扩展解模糊方法研究

指出了长短基线法、参差基线法、无模糊长基线三种解模糊方法的各自缺点,介绍了四阶累积量MUSIC算法原理和阵列扩展原理,并根据阵列扩展原理提出了在较小空间内放置三阵元均匀线阵扩展的解模糊方法,并进行了Matlab仿真,验证了方法的可行性。为解模糊方法提出了一个崭新的思路。     

惯性辅助的单频GPS整周模糊度快速求解*

利用单频GPS载波相位差分技术进行快速精密相对定位时,由于观测历元少,卫星空间分布变化缓慢,双差观测方程设计矩阵呈复共线性而导致法矩阵病态,使得整周模糊度无法固定。针对这一问题提出了惯性导航系统(INS)辅助GPS整周模糊度求解算法,将惯性伪距单差、GPS伪距双差、载波相位双差联立得到模糊度浮点解及其协方差阵,并用LAMBDA算法求解出整周模糊度固定解。分析了引入惯性信息改善复共线性和病态性的原因。最后利用GPS实测数据与仿真INS数据进行实验验证,结果表明INS辅助信息使得法矩阵条件数减小两个数量级,模糊度衰减因子(ADOP)下降55.81%,整周模糊度固定解求解的时间缩短75.44%,方法可行。     

基于刚体弹道模型的防空火控解算方法

为改善火控系统的通用性和实时性,提出了基于刚体弹道模型的防空火控解算方法。对目标量测信息进行无偏转换,并将无偏转换得到的噪声协方差矩阵做解耦,在对目标状态准确估计同时,降低滤波算法计算的复杂度;利用割弦迭代法计算出命中点坐标,并在每次迭代过程中,利用虚拟脱靶量对射击诸元进行修正,减少对弹道微分方程的计算次数,极大提高火控解算的求解速度。仿真实验结果表明,该方法有效和可行,可以更加精确地计算出射击诸元,且计算量相对于传统火控解算方法得到了显著改善。     

基于尺寸解算的红外目标快速检测方法

针对传统模板匹配方法用时较长,在信号处理过程中末敏子弹易受到外界环境的干扰,从而容易引起末敏子弹对目标失效的问题,提出了基于尺寸解算的红外目标快速检测方法。该方法的核心是对多元线阵红外探测器采集到的多路波形信号进行边缘点快速提取,并联合各路时序关系以及高度信息对目标尺寸进行求解,实时获得目标尺寸信息,进而实现对红外目标的快速检测。试验结果表明:较传统模板匹配方法,在目标检测概率不低于90%,尺寸计算相对误差在5%以内的基础上,信号处理时间缩短了80%。试验结果验证了所提方法的有效性。     

基于弹底压力的炮口速度解算方法

针对炮口速度外测法的装置不易携带、价格过高、操作复杂、对外部环境有严格的要求以及采用外测法时,现场布置的大量缆线对测试过程造成干扰等问题,提出了基于弹底压力的炮口速度结算方法。该方法利用放入式电子测压器测得火炮发射时的膛底压力曲线,依据膛底压力与弹底压力的关系,推算出弹底压力,并对其进行积分以得到弹丸的炮口速度。试验数据分析表明,该方法可实现对炮口速度的解算,且解算速度与外测法测得的结果基本一致,保证精度的同时,实现准确、方便的测量弹丸的炮口速度。     

基于大口径火炮的实时弹道解算方法研究

基于大口径火炮,对火控系统中射击诸元解算方法做了简要的介绍。通过对现行基于二分法的弹道解算方法的详细分析,得出了几点重要启示。对求解射击诸元的弹道解算方法进行了有针对性的改进,探索出了基于落点诸元信息的弹道解算方法。以 Matlab 数值仿真软件为平台,对基于落点诸元信息的新解算方法进行了仿真验证,并与现行基于二分法的仿真结果进行对比分析。分析结果表明,基于落点诸元信息的实时弹道解算新方法在初始射角估计、弹道迭代次数方面有了很大的改进,从而大大缩短了大口径火炮射击诸元解算时间。对实现射击诸元实时解算有重要参考价值。     

基于最小二乘交汇的弹道融合解算方法

通过扩展最小二乘交汇结果弹道参数所在的线性空间,使得弹道结果所在的空间能够表示测量误差信息,然后利用初始弹道进行仿真诊断测量误差信息。这样同时利用了测量冗余信息和弹道参数先验信息来优化弹道解算结果,使得弹道结果更加精确、完整。仿真算例表明:这种方法能给出测量元的误差诊断,提高弹道解算结果的准确性和完整性。     

基于天空光偏振模式的导航姿态最优化解算方法

针对传统导航系统自主性差、抗电磁干扰能力弱的问题,本文提出一种基于天空光偏振模式的仿生导航方案。利用自主研发的偏振光传感器实现导航定向功能,并结合惯性测量单元设计了一种导航姿态最优化解算方法。现有的姿态最优化求解策略一般是采用步长固定的搜索算法,但是其直接影响了运动状态下姿态估计的准确性,为此本文采取动态步长搜索机制。实验结果表明:本文提出的算法能有效抑制陀螺仪漂移误差,而且对高频噪声干扰有明显滤除效果,表现出良好的静态性能;同时,本文提出的方法较常规算法具有更高的动态精度,进一步提高了偏振光导航系统的稳定性与可靠性,为无人机飞行控制提供更准确的参数信息。     

一种新的马赫数解算方法

为了更好地测量Ma数,通过研究Ma数与总压、静压的关系式,提出一种Ma数测量的改进算法。该算法把Ma数基本测量公式进行泰勒展开并取二阶近似,再引入一个与Ma数关联的修正因子ε,得到Ma数简化解算公式,并给出了具体的解算步骤。仿真结果表明,该算法在精度和实时性上都能满足系统的要求,具有一定的实用性和推广价值。