适用于传感器网络战场监视系统的无锚点定位算法

针对传感器网络在军事领域的应用。本文提出一种适用于战场监视系统的三维无锚点自定位算法。该算法首先对布撒后的全网节点进行不基于地理信息的分簇算法,缩短了全网坐标建立的启动时间。当簇头节点能量将消耗尽时,再进行基于地理信息的分簇算法更新簇头节点。采用OFDM测距方法后,减小了节点间的测距误差。仿真实验表明,传感器网络鲁棒性较高,在区域为400m×400m×50m的三维空间内,随机放置200个节点,其平均定位误差为0.64%,满足战场传感器监视系统的要求。     

低频小尺寸高精度空中运动目标定位算法

提出了一种基于声矢量传感器的低空目标定位方法,在小尺寸阵元和低频条件下,对空中目标的精确定位进行了仿真实验研究.采用实测的空中目标辐射的噪声信号对算法进行了分析,研究了不同信噪比和积分时间对定位算法的影响.研究结果表明,矢量传感器定向误差与波达方向无关;当矢量传感器尺寸为0.2m,积分时间50ms,信噪比10dB时,对实测的某型低空目标信号仿真,单个矢量传感器定向误差为1.2°,系统定距误差与传统的声压传感器定位系统相比,其阵元尺寸减小了一个数量级,而定位精度尚有较大提高.     

同时定位与制图辅助的GPS/DR组合导航

针对全球定位系统在信号失锁条件下与航位推算组合导航的系统误差快速累积问题,提出一种基于压缩扩展卡尔曼滤波的同时定位与制图的辅助的全球定位系统/航位推算组合导航方法。该方法利用同时定位与辅助实现运动平台在全球定位系统信号无效时连续稳定导航,抑制航位推算定位误差的累积,并利用全球定位系统定位结果校正同时定位与辅助制图误差,减小地图的不确定性。设计基于压缩扩展卡尔曼滤波的同时定位与辅助/全球定位系统组合滤波器,实现大尺度环境下同时定位与辅助/全球定位系统的实时解算。真实实验数据计算结果分析表明,相对于同时定位与辅助定位结果,同时定位与辅助的全球定位系统/航位推算组合导航可有效提高系统定位性能,使得制图精度提高10m。     

基于传感器网络数据融合的目标定位方法

针对传感器网络测试系统在战场及终点效应中的应用,探讨了基于多种传感器网络的目标定位方法,提出了采用最优加权融合估计算法将各种传感器的定位信息进行融合处理,并将融合结果与各种传感器计算结果进行比较,结果证明了经融合处理可以大大提高定位精度.     

次优扩展卡尔曼滤波的无线传感器网络定位算法

针对无线传感器网络节点在定位过程中,由于积累的节点测距误差和定位算法引入的误差会对定位的精度产生较大影响。为此在节点测距过程中,利用卡尔曼滤波算法线性最优的特点,提出了一种适用于无线传感器网络节点定位的次优扩展卡尔曼滤波算法模型。首先在评估坐标的过程中利用卡尔曼滤波的节点自适应调度方法,其次,将上述改进的过程引入到三角定位算法中,最后将引入前后的系统性能进行比较。通过仿真实验表明,该算法提高了测距和网络节点定位的精确度及模型的自适应性,并且减少了计算量和系统的功耗。     

基于等值线约束的地磁匹配定位技术

地磁匹配定位是利用地磁图进行定位的方法,位置输出可用于限制惯导系统的误差积累.介绍了地磁辅助导航的原理和发展现状,并重点研究了地磁匹配定位技术.提出了一种基于等值线约束的改进的相关匹配算法,能有效消除导航系统的初始位置误差并能限制匹配过程中惯导系统的积累误差.仿真实验证明该算法能有效地提高相关匹配的实时性,并能把定位精度控制在地磁数据网格间距以内.算法对航向误差具有一定的适应性.     

基于衰减记忆的地形辅助导航算法

地形辅助导航是解决惯性导航系统定位误差随时间不断增大的缺点的重要方法之一。提出了基于衰减记忆的地形辅助导航算法,算法使用了一个新的相关算子,根据量测值存在的历史时间长短,对量测值赋以不同的权值,用一个递归表达式递归地计算相关值。该算法在提高定位精度的同时减少了计算量和存储空间,从而提高计算速度,并连续输出定位结果。仿真结果表明该算法的正确匹配率、均方根误差和圆概率误差均优于TERCOM算法。     

基于MapX的战场辅助决策系统可视化应用

通过分析战场辅助决策系统,结合可视化控件MapX,讨论了战场辅助决策系统可视化的结构模型,并在VC 环境中给出了其可视化功能中地图显示控制模块一些新功能的具体实现方法,为战场辅助决策系统的可视化应用提供了基本开发模式.     

一种基于PDA滤波的多传感器管理算法

由于传感器资源或计算资源的限制,监视系统在跟踪多目标时通常不能同时为每个目标分配所有的传感器.因此,希望在满足目标跟踪性能的前提下尽可能使用较少的传感器.针对PDAF目标跟踪算法的特点,选用目标状态估计协方差的期望作为性能度量,提出了一种基于协方差控制的传感器算法.该算法通过为每个目标选择恰当的传感器组合来实现多传感器对多目标的分配.     

机载光电探测设备对地定位算法及其仿真分析

提出了一种基于机载光电探测设备数据和惯导信息的对地定位算法,可以实时地解算出地面目标的经度、纬度和高度等地理坐标信息,用于装定或引导精确制导炸弹打击目标。通过引入蒙特卡罗模拟计算方法对目标定位精度进行了仿真分析,指出各测量组件误差对定位精度影响的大小,为各测量组件的误差分配和系统的整体设计提供了理论指导。从定位方案和仿真结果可以看出,该方法具有对地形鲁棒性强、实时性好和计算稳定性高等优点,适合于复杂的战场环境。     

基于LabVIEW的地下震源定位系统设计

针对小区域浅层地下震源定位中,由于震动信号受传输介质复杂、传感器不稳定等因素影响,出现初至波提取困难、震源定位低精度等问题,设计了基于LabVIEW的地下震源定位系统,实现三轴信号合成、基于小波变换的阈值去噪、基于改进的长短时窗(STA/LTA)的初至提取、基于时差技术(TDOA)的联合定位算法等功能模块。结果表明,该软件在10 m×10 m×3 m的区域内,初至特征提取精确到10-4s,定位精度精确到0.1 m,可以广泛应用于爆破定位、信息侦查等领域。     

双高速摄像机交汇的高旋弹丸位姿估计算法及误差分析

为了测量高旋弹丸在炮口处的各种信息,基于双高速摄像机交汇的测量方法,提出了一种新的弹丸位姿估计方法.对总攻角函数进行了误差建模与分析,结果表明两台高速摄像机的光轴应相互垂直,且应选择光轴远离攻角平面的高速摄像机所对应的测量函数计算总攻角,此时测量误差最小.以靶场实验的方式对攻角函数的误差分析结论和位姿估计算法进行验证....     

垂直线列阵无源定位精度分析

提出了一种基于垂直线阵的系统,给出了定位模型,并简要介绍了其定位原理.利用由时延引入的距离、高低角和观测得到的方位角信息,建立了三维坐标系下的状态方程和观测方程.通过理论分析和仿真计算,讨论了声速测量误差、时延估计误差和阵元位置误差对系统定位精度的影响,给出了时延估计误差的克拉美-罗下界.综合时延估计、基线横纵扰动、三类误差的影响,在一定条件下,对目标距离估计的相对误差可控制在20%以内.     

用于消除缓变伪距偏差的抗差扩展卡尔曼滤波方法

针对卫星导航系统中伪距观测量存在缓变伪距偏差,导致定位精度下降的问题,提出了一种基于滑动积累的抗差扩展卡尔曼滤波方法。该方法在抗差扩展卡尔曼滤波算法的基础上,通过滑动窗口内多个历元残差矢量的累积,增大标准化残差矢量的伪距偏差,来提高对缓变伪距偏差故障的抗差能力。仿真表明,该方法能有效消除或者减弱微小伪距偏差和缓慢增长伪距偏差造成的位置误差,与传统抗差扩展卡尔曼滤波算法比较,定位精度得到明显改善。     

基于线性数据融合的双椭圆定位模型优化算法

为了充分利用分离式台声源声纳定位系统的冗余测量信息,提高系统的定位精度,提出了基于线性数据融合的双椭圆定位模型优化算法。并通过数值仿真,对不同条件下的定位误差几何分布曲线图(GDOP)进行了研究。仿真结果表明,大部分探测范围内,两个声源之间距离的变化和时间测量误差对定位性能影响较小,而角度测量误差对该算法的定位精度影响较大。与仅利用距离信息进行定位的方法相比较,采用数据融合的优化手段,可以充分利用定位系统的冗余信息,有效地降低了系统的定位误差,探测盲区的定位性能也得到明显改善。仿真结果和性能分析为解决远距离探潜定位优化问题提供了理论依据。     

多站多目标交叉定位技术

交叉定位是一种利用多站角度信息进行解算获得目标距离信息的方法,利用双站即可完成对目标的三维定位.但在多站多目标情况下,该方法存在虚假定位问题,且此时的误差分布特性和定位精度较差.提出一种基于最小距离门限判决的多雷达站多目标交叉定位假点剔除算法,并利用目标的冗余信息进行数据融合,以改善雷达交叉定位系统中交叉定位误差分布特...     

高速旋转弹位置与姿态测量数据分析方法

精确的弹箭位置与姿态测量数据是提高制导弹箭射击精度的基础。通过分析高速旋转弹位置与姿态传感器的量测噪声,采用卡尔曼滤波方法进行误差估计,以提高测量精度。基于高速旋转弹质心运动和角运动方程,建立了系统状态方程;根据全球定位系统和地磁传感器的测量原理,建立了量测方程;以某弹飞行数据为例,采用扩展卡尔曼滤波(EKF)和无味卡尔曼滤波(UKF)分别对弹箭的位置和姿态进行最优估计。仿真结果表明,采用上述方法可有效减少系统误差,并使综合误差进一步降低,射程与高度误差均控制在±1 m,攻角和侧滑角误差分别为±0.02 rad和±0.01 rad,可满足工程应用的要求。     

基于Powell法的GNSS卫星轨道拟合算法

针对GNSS导航信号模拟源中卫星轨道计算的高精度实时性要求,提出了一种基于Powell最优化理论的卫星轨道拟合算法。该算法将有限点卫星位置拟合问题转化为无约束极小值问题,使用最优化理论求解卫星轨道模型参数,从而可以方便计算任意时刻的卫星速度、加速度等高阶量。算例结果表明计算卫星星历时,位置误差小于1×10-4m,速度误差小于1×10-6m/s,计算量为广播星历直接计算的1/3;计算精密星历时,位置精度在2cm左右,拟合精度较拉格朗日插值算法提高了大约1倍。通过实际应用,充分验证了算法的有效性。     

基于计算机视觉的目标方位测量方法

以显著性标志物中的关键点为目标,探讨了一种基于计算机视觉的目标方位测量方法。在光学成像原理基础上,推算出目标二维成像点坐标与其空间三维坐标之间的映射关系,基于计算机视觉理论建立了测量目标方位的数学模型。考虑透镜畸变,基于Zhang平面标定法完成对摄像机参数的标定。对目标二维图像采用Harris算法进行特征角点检测,并通过亚像素技术对检测的目标特征点进行定位。实验结果表明,该方法能够有效提取被测目标特征角点并获取其像素坐标,用于测量目标相对视觉传感器的方位信息可达到较高精度,具备良好的实用价值。