基于多源传感器的单星定位算法与精度分析

为解决单星环境下静态载体的单点定位问题,建立基于芯片级原子钟和气压高度计辅助下的单星定位算法。包括对单星连续测距定位算法进行算法推导、误差分析与仿真验证、搭建静态单星定位试验平台,以及利用实测数据验证单星连续测距定位算法的有效性。仿真与实验结果表明:真实接收机经过对一颗卫星的连续观测,辅以高精度芯片级原子钟和气压高度计提供时钟和高度信息,可在2 min内完成500 m精度定位,以及在5 min内完成200 m精度定位,完全符合战时应急定位精度需求。     

组网雷达距离信息实现目标的三维定位

在雷达组网背景下,针对雷达测量距离精度较高,测量方位精度较低的特点,利用组网雷达的距离信息,采用线性最小二乘迭代算法对目标三维定位进行了分析,并就迭代初始值给出了一种解决方法,不仅可以避免迭代结果的发散,而且可以提高线性最小二乘迭代算法的收敛速度。通过计算机仿真结果表明,该方法具有较高的定位精度与较快的收敛速度,可以有效实现对目标的三维定位。     

基于到达时间测距的二阶规划定位算法

节点位置是无线传感网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)的关键信息。而给WSNs内所有节点配置全球定位系统(Global Position System,GPS)成本太高。只可能让部分节点配置GPS,这些节点称为锚节点。节点通过获取与锚节点的距离信息实现定位。为此,提出基于到达时间(Time of Arrival,TOA)测距的二阶规划的定位算法(TOA-Second-order Programming-based Localization,TOA-SPL算法)。TOA-SPL算法先测距和测速信息建立基于最大似然的位置估计表达式,再通过分布式二阶锥规划技术求解,降低算法的复杂度。实验数据表明,相比于半定规划的节点定位(Semi-Definite Programming Localization,SDPL)算法,TOA-SPL算法的均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)得到有效控制。     

基于机械跟踪的虚拟演播室系统中摄像机校准和定位算法

摄像机校准和初始定位是基于机械跟踪的虚拟演播室系统的关键技术之一。分析了基于机械跟踪方式的虚拟演播室系统的结构特点和性能要求,提出了基于Tsai算法的虚拟演播室摄像机校准算法和基于主动配准的虚拟演播室摄像机初始定位算法。仿真和实际应用结果表明,算法操作简便,满足了虚拟演播室高精度定标的要求。     

基于推广卡尔曼滤波算法的声测定位技术

本文针对声测定位的特点,提出了一种推广的卡尔曼滤波算法,通过该算法,我们可以获得弹丸的空间状态参数,进而应用Rugge-Kutta法可以反推出炮位,文中给出了估计外推误差方差的方法及计算机模拟结果。     

基于雷达与红外传感器量测融合的改进EKF算法

针对扩展卡尔曼滤波在递推过程中状态协方差可能失去正定性,从而引起滤波发散现象的问题,在滤波过程中用协方差平方根代替协方差进行迭代计算,保证其正定性。对一组异类传感器(红外传感器和雷达)观测数据采用加权最小二乘法进行融合,然后用平方根扩展卡尔曼滤波对融合的数据进行滤波。蒙特卡罗仿真结果表明,平方根扩展卡尔曼滤波和加权最小二乘数据融合方法可以保证滤波精度,并且能有效抑制滤波发散。     

基于LOB的辐射源无源定位算法对比研究

分析了4种具有代表性的基于辐射源方位线(Lines Of Bearing,LOB)的无源定位算法,即Pages-Zamora定位算法、布朗定位算法、概率定位算法和模糊定位算法。在此基础上提出了融合-迭代定位算法,并进行了蒙特卡罗仿真对比实验,对5种算法的定位精度和运算量进行了比较分析。实验结果表明:融合-迭代定位算法的综合性能优于其他定位算法。     

机载测角三维无源定位的建模与算法分析

在机载测角三维无源定位应用中 ,采用载机NED (North_East_Down)坐标系作为状态坐标系、选在此坐标系中的目标位置坐标作为状态变量建立状态方程 ,采用测量系统天线坐标系为测量坐标系建立测量方程 ,两个坐标系以载机姿态角相关联。本文在此坐标框架下 ,通过对三个定位模型和四个定位算法的分析和仿真比较 ,确定了更适合于机载测角三维无源定位应用的模型和算法。     

引入测频信息进行无源被动定位的方法研究

无源被动定位技术中一个重要问题,是如何使定位的约束条件尽可能地少,即尽可能地提高方法的可操作性。只利用测角信息（ＤＯＡ）的定位方法,由于可观测性的要求,在单观测平台对运动目标定位时,常常需要观测平台作特殊的机动运动,这种约束给实际操作带来很大不便。本文提出了一种引入测频信息对运动目标进行定位的定位方法,并给出了可观测性分析。运用该定位法定位,观测平台的运动形式可以任意,特别有意义的是,在满足某些条件情况下观测平台还可以完全静止不动。     

瞄准分划的多特征融合识别与亚像素定位算法

提出了瞄准分划的多特征融合识别算法,该算法提取并融合瞄准分划的几何特征、灰度特征和运动特征,提高了识别的准确率;在此基础上应用亚像素定位算法,实现了瞄准分划的精确定位,满足了瞄准线的高精度动态测量的要求。     

基于差分法的二阶微分方程的模糊边值问题

本文讨论二阶微分方程的两点边值具有模糊不确定性时 ,运用模糊仿真原理和差分方法 ,求其边值问题的数值解法。     

基于仿射近似的摄像机标定

针对直接基于透视投影模型的标定算法计算量大、结果不稳定的事实,提出一种基于仿射投影矩阵的标定算法。算法首先线性解算仿射投影矩阵,然后分解出部分参数。在假定主点坐标等于图像中心的前提下,解算出其余参数,再以重投影图像点残差和为目标函数,对所有参数进行优化,获得精确的摄像机模型参数,达到精确、快速、稳定的标定目的。大量的仿真和真实图像实验证明算法比传统算法更稳定。     

基于二阶锥规划的MIMO雷达任意形状旁瓣波束设计

针对MIMO雷达非均匀布阵引起的高旁瓣问题,提出一种基于二阶锥规划的任意形状旁瓣设计算法。算法通过在旁瓣区域附加多个二次不等式约束,从而有效抑制干扰、保持期望方向天线增益的同时,获得了期望的、可以任意控制的旁瓣波束响应。通过将优化模型转化为凸二阶锥规划问题,利用内点法可以得到有效求解。仿真试验表明:算法能够获得任意形状期望旁瓣波束设计的同时,有效提高了波束形成器的输出信干燥比。最后计算机仿真结果证实了算法的有效性和可行性。     

平台式惯导系统初始对准最佳可观性分析

首先应用线性系统的奇异值分解理论对静基座初始对准的可观性及可观度进行了深入地分析。给出了不同奇异值下系统状态可观性状况的直方图,并且计算出不同状态组合时系统奇异值的大小及对可观性的影响。理论分析表明选取N、E、Eε为不可观测时,系统的估计效果最好。其次采用卡尔曼滤波器对可观阵的秩为7的三种状态组合进行最优估计,仿真结果验证这种论断的正确性。最后从误差分析的角度阐述了这种论断的合理性。     

位置修正技术在航位推算中的应用

利用图解法证明了航位推算轨迹和真实轨迹相似,符合相似性原理,并通过图解法推导位置修正公式;将位置修正技术用于里程仪的初始标定,经实测数据证明标定后的航向安装偏差角、俯仰安装偏差角及里程仪刻度系数误差大幅减小;将位置修正技术与GPS结合进行GPS/DR组合导航,经Matlab仿真证明该组合导航在长距离行车可将航向误差角限制在3.6′之内;该修正技术具有较高的实际应用价值。     

一类二阶奇异Hamiltonian系统的非碰撞解

运用变分原理,拓扑度理论以及微局部分析技巧相结合的方法,作者讨论了一类二阶奇异Hamiltonian系统的时滞周期解之存在性。     

二阶系统的最优控制

应用最优控制理论验证了二阶系统最优控制为典型的Ｂａｎｇ－Ｂａｎｇ控制,通过理论推导得出了其相轨迹,并讨论了二阶系统最优控制的实现。     

用于卫星干扰源定位的压缩感知DOA估计方法

针对传统测向方法的实际应用性能较差,提出一种基于压缩感知(CS)的卫星干扰源定位方法。根据干扰信号方位角的空间稀疏性,建立了压缩感知波达方向(DOA)估计模型。通过协方差矩阵的高阶幂逼近信号子空间和矩阵的共轭对称特征,利用高阶幂矩阵的主对角线下左下角列向量进行波达方向估计。仿真实验验证,该方法不需要已知干扰源数,具有较高的精度和较好的分辨力,且能满足对相干干扰信号的估计。对压缩感知DOA估计在卫星干扰源定位中的应用具有一定参考意义。