简介：为了加快全球定位系统（GPS）的捕获速度，提高系统的捕获灵敏度，对GPS系统捕获策略进行了深入地研究。在对其捕获的基本原理和传统的最大值捕获系统进行分析的基础上，提出了一种新颖的GPS多峰值捕获策略。该策略通过多峰值选择减少了系统搜索单元数目，通过增加进入唐检测器的峰值个数来提高捕获灵敏度。利用蒙特卡洛方法进行了仿真分析，仿真结果表明：该新颖策略的捕获时间更短，同时捕获灵敏度比传统的最大值捕获系统要高2.8dB。总体来说，该新颖策略算法更适用于对GPS弱信号的捕获，也可应用于其他卫星导航系统。

简介：针对线性高斯系统的平滑问题,分析了RTS固定区间平滑与双滤波器固定区间平滑两种算法,提出了一种滤波存储数据更少的RTS平滑新算法.结合平面内的运动追踪问题,基于二维CWPA模型,仿真分析了卡尔曼滤波、RTS固定区间平滑以及双滤波器平滑算法的估计性能.仿真结果表明,两种固定区间平滑算法的估计效果等效,精度均优于卡尔曼滤波,对于实际问题中固定区间平滑算法的选用具有一定的参考价值.最后,结合双滤波器结构提出了一种基于双平滑器的舰载武器惯导传递对准精度评估方法,结果表明新方法相比于单一的平滑算法,可以获取更优的综合平滑性能,特别提升了水平姿态对准误差的平滑估计性能.

简介：陀螺的噪声是影响组合导航系统精度的重要因素之一。以插秧机GPS/INS组合导航系统为研究背景，在分析常规硬阈值和软阈值小波去噪的基础上，提出了一种改进的小波阈值去噪方法。该方法构造了一种改进的阈值函数，改进的阈值函数具有较好的连续性，避免了将混叠在噪声中的有效信号完全消除，能够自动调节小波系数的收缩程度，具有一定的自适应性。利用插秧机组合导航系统中微机械陀螺的实际输出数据，分别采用硬阈值、软阈值和改进阈值小波去噪方法进行了对比试验。结果表明改进的小波阈值去噪方法处理后信号的信噪比提高了约3倍、均方差小，具有一定的实用价值。

简介：移动机器人的目标检测要求其对特定的静止或运动物体进行运动分析及检测。以Voyager-III移动机器人系统为研究对象，实现非理想光照下，对橘红色目标足球的运动检测。提出在传统三帧差分法基础上，先利用Markowitz投资组合模型进行足球目标的特征提取，将场地非感兴趣的目标中，出现全部像素值发生变化的目标去除，再进行图像帧间差分。利用CCD摄像机对比赛环境中足球的运动轨迹进行录制，选取具有代表性的各帧视频图像、Markowitz算法优化后的差分图像和跟踪图像，结果表明跟踪图像不含非目标物的干扰，克服了差分图像存在空洞的问题，为移动机器人提供了一种实用的运动目标检测方法。

简介：常规光纤陀螺寻北仪采用4位置法、多位置法和旋转调制法等,当基座有俯仰角或倾斜角时均需要输入测量地纬度才能完成寻北,这种要求已制约了寻北仪在快速机动的现代战争中的应用.根据地球自转角速率为常量的特性,通过在正交坐标系中“虚拟”天向角速率测量陀螺,提出了一种仅需一个光纤陀螺和一个加速度计通过三位置转位来实现全姿态寻北的方法,该方法使寻北仪在纬度未知时也可全姿态高精度寻北,并输出载体姿态角和测量地纬度值.经工程样机验证,使用0.02（°）/√h随机游走的光纤陀螺和50μg零偏重复性的加速度计可达到0.06°的寻北精度.

简介：提出了一种适用于制导炮弹上低精度MEMSIMU/GPS组合系统的飞行中初始对准算法.通过引入辅助的载体惯性系和导航惯性系,将所求姿态四元数分解为三部分：第一部分描述载体系相对于载体惯性系的姿态,由MEMS陀螺仪输出积分求解;第二部分描述导航系相对于导航惯性系的姿态,利用GPS位置输出解析求解;第三部分描述两辅助惯性系的相对姿态,采用Re-quest算法完成解算.详细讨论了算法误差、有效性条件,并对Re-quest算法进行了优化和简化.蒙特卡洛仿真结果表明,在弹体加速度以指数规律变化条件下,对准算法可以在10s时间内达到水平误差小于0.2°（1σ）、航向误差小于0.4°（1σ）的精度,完全满足制导炮弹组合系统初始对准的精度要求.

简介：针对自由漂浮状态下的空间机械臂系统，研究了基座姿态扰动最小的轨迹规划问题。首先通过正弦函数参数化机械臂各个关节，在机械臂关节角速度、角加速度以及基座姿态变化范围受限的约束条件下，定义了基座姿态扰动最小的目标函数，然后提出了基于混沌粒子群算法的轨迹优化策略，并给出了具体求解步骤。数值算例结果表明，在满足系统的约束条件下，机械臂关节变化平缓，不存在角速度突变的情况，并且比标准粒子群算法具有更快的收敛速度，在优化轨迹下进行运动仿真，结果表明终止时刻基座姿态扰动为1.3708°(三轴合成)，而梯形规划的姿态扰动为8.5459°，优化后使得姿态的扰动减小84%，从而说明所提出的算法能够有效减小机械臂运动对基座姿态的扰动。

简介：随着用户对惯导设备温度环境适应范围的要求越来越高,对惯导设备温控技术水平也提出了更高要求.通过分析明确半导体自循环水冷系统是提升惯导设备温度环境适应能力的强有力手段之一.结合半导体制冷技术、水循环冷却技术以及有限元温度场仿真技术,给出了惯导设备半导体自循环水冷系统的结构方案形式和温度控制方案措施.结合实际惯导设备进行分析计算,验证了半导体自循环水冷系统在55℃的高环境温度下能对惯导设备内部核心部位的温度起到10℃以上的降温作用.

简介：加速度计实现数字化有利于系统集成，但随之引入的延时和量化噪声会影响系统的控制稳定性及测量分辨率。为保证闭环系统数字化后仍具有足够稳定裕度，分析出了延时的主要来源为离散化引入的等效时延和检测与控制的不同步，并得出其对系统稳定性的定量化影响。研究了采样频率及量化噪声对输出的影响，提出利用过采样的方法可以有效减小量化噪声对闭环系统输出的影响，从而可提高系统的检测分辨率。最终，建立了进行数字化控制器采样频率的定量化选择依据。用Matlab/Simulink进行了仿真并进行了实验研究，仿真结果及实验结果与理论分析能较好吻合。

简介：针对系统误差的不确定性可能会引起滤波精度降低或发散的问题，提出一种新的基于模型预测滤波的前向神经网络算法。首先，采用模型预测滤波估计网络在正向传递过程中的模型误差，并对其进行修正，以弥补模型误差对隐含层权值更新的影响；然后，利用模型预测滤波为神经网络提供精确的训练样本，学习待估计系统的非线性关系。将提出的算法应用于SINS/CNS/BDS组合导航系统，并与扩展卡尔曼滤波进行比较，仿真结果表明，提出的算法得到的姿态误差、速度误差和位置误差分别在[-0.25′,+0.25′]、[-0.05m/s,+0.05m/s]和[-5m,+5m]以内，滤波性能明显优于扩展卡尔曼滤波算法，表明该算法能提高组合导航定位的解算精度。

简介：温度是IMU及其他导航器件等精密仪器中需要监测的重要参数,传统的温度监测一般使用热电偶或者数字温度传感器（如DS18B20）等,监测程序复杂,功耗高,因此使用精密仪器中广泛采用的FPGA芯片独立完成高集成度、低功耗温度监测具有重要意义.在FPGA中通过搭建环形振荡器产生了自激振荡信号,该信号周期与FPGA芯片温度具有正相关性,通过对振荡信号周期的检测完成了对温度的监测,设计了一种以FPGA芯片同时作为敏感头和处理模块的温度传感器.通过对XilinxVirtex-2系列FPGA芯片进行实验,得到该传感器在-40℃～＋60℃的范围内具有优于0.1℃的分辨率,优于0.5℃的检测精度,满足一般温度监测需要.实验表明该传感器具有功耗低、集成度高、可靠性好等优点.

简介：提出一种应用于天线跟踪稳定平台的捷联惯导转动基座初始对准方法.首先对卫星天线跟踪稳定平台的结构进行分析,得出在不改变系统现有硬件结构条件下,可充分利用天线跟踪稳定平台的结构特点进行转动基座初始对准的结论;建立完整的捷联惯导旋转基座初始对准数学模型,并采用奇异值分解法分析捷联惯导转动基座初始对准的可观测性.实验结果表明,该方法初始对准中系统可观测矩阵的最小奇异值比静基座初始对准可观测矩阵最小奇异值大一个多数量级,能提高捷联惯导系统的可观测性,并能有效地提高姿态角尤其是航向角的对准精度,为提高通信卫星天线跟踪稳定平台的性能提供了有价值的参考.

简介：针对舰机惯导传递对准过程中舰船机动受限、系统可观测性差等特点,提出了基于状态参数可观测度分析的自适应滤波方法.通过系统状态参数可观测性分析,量化各状态分量可观测程度,进而根据可观测度大小分组构造自适应调节因子,并采用滤波增益衰减法对观测度低的分量通道进行有效处理,以此来提高传递对准滤波算法的适应性和滤波估计精度.舰船模拟轨迹下仿真结果表明,基于状态参数可观测度分析的自适应滤波方法和常规方法相比,具有较高的精度和较快的收敛速度,对准精度由3′提高到2′,滤波估计收敛时间由15min缩短至8min.

简介：针对硅微振梁式加速度计输出频率随环境温度漂移的问题，提出了抗温漂的硅微结构设计方法及相关工艺，降低了环境温度对输出的影响，在室温条件即可达到一定精度。通过建立“硅-玻璃”和“玻璃-陶瓷”耦合模型，分析了造成硅微振梁式加速度计温度漂移的原因。然后提出了“抗温漂耦合设计”的微结构和“半粘结封装”的封装工艺，降低了耦合模型中的理论温漂。利用加工出的原理样机进行实验，结果显示，采用抗温漂结构设计及封装工艺的原理样机，输出频率的温漂系数为-3.5×10-6/℃，室温下零偏稳定性为72.0μg。实验验证了抗温漂理论的可行性，可以满足室温下高精度硅微振梁式加速度计的设计要求。