导航卫星广播星历参数拟合算法研究

基于GPS广播星历参数,研究了导航卫星广播星历参数的非线性最小二乘拟合算法,并推导了相应的计算公式.针对静止轨道卫星轨道倾角近似为0,致使卫星轨道的升交点定义模糊,在数据拟合过程中会导致法矩阵(HTH)奇异的问题,提出对卫星轨道进行轨道倾角变换拟合广播星历参数的方法,并获得较高的拟合精度.最后利用实际算例验证了所推公式和算法的合理性.     

北斗GEO卫星用户算法的改进方法

针对北斗GEO用户算法需要进行5°倾角的坐标旋转处理这一过程,提出了采用经典广播星历参数用户算法直接解算北斗GEO卫星位置的改进方法,并同时给出了相应的基于第二类无奇点根数的广播星历拟合算法。该算法采用第二类无奇点轨道根数代替经典轨道根数,解决了由GEO轨道的小倾角特性引起的经典广播星历参数拟合过程中法化矩阵奇异的问题。从而避免了北斗GEO用户算法中坐标旋转处理过程,减少了GEO用户算法的计算步骤。仿真表明,提出的改进方法在卫星轨道拟合过程中与原算法精度相当;在卫星轨道外推过程中与原算法相比略有精度损失,但仍满足用户导航定位精度的需求。采用实际北斗GEO星历解算的轨道数据验证了改进算法的有效性。     

北斗GEO卫星用户算法的改进方法研究*

针对北斗GEO用户算法需要进行5?倾角的坐标旋转处理这一过程,本文提出了采用经典广播星历参数用户算法直接解算北斗GEO卫星位置的改进方法,并同时给出了相应的基于第二类无奇点根数的广播星历拟合算法。该算法采用第二类无奇点轨道根数代替经典轨道根数,解决了由GEO轨道的小倾角特性引起的经典广播星历参数拟合过程中法化矩阵奇异的问题。从而避免了北斗GEO用户算法中坐标旋转处理过程,减少了GEO用户算法的计算步骤。经过仿真验证,本文提出的改进方法在卫星轨道拟合过程中与原算法精度相当;在卫星轨道外推过程中与原算法相比略有精度损失,但仍满足用户导航定位精度的需求。最后,采用实际北斗GEO星历解算的轨道数据验证了改进算法的有效性。     

基于小波去噪半参数回归模型的卫星轨道测量数据预处理方法

由于卫星轨道测量数据中含有非线性误差,使用传统的最小二乘多项式拟合方法对其进行预处理必然会降低定轨精度.在半参数回归模型的基础上,应用小波阈值去噪算法估计并消除观测数据中存在的非线性误差,提出了基于小波去噪半参数回归模型的卫星轨道测量数据预处理方法,以提高数据预处理的精度.对某卫星USB跟踪数据应用该方法进行了仿真,仿真结果表明:该方法可以分离出观测数据中的白噪声和非线性误差,从而可以在观测数据中消除非线性误差的影响,提高数据预处理的精度.     

广播星历参数星上自主拟合算法

导航星座自主导航要求卫星能自主生成导航电文,针对星载计算机的处理能力有限,引入基于遗忘因子的递推最小二乘估计算法实现快速拟合广播星历。针对导航卫星轨道偏心率近似为0,在数据拟合过程中会导致法矩阵(HTH)奇异的问题,提出基于无奇异变换的广播星历参数拟合算法,引入无奇异轨道根数代替经典开普勒根数,迭代拟合得到改进广播星历参数,再将结果归一化到基于开普勒根数的广播星历参数。利用仿真算例验证了广播星历星上自主拟合算法的合理性。     

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。     

基于相关参数的自修正飞行数据估计方法

提出了自修正的数据估计方法.用待拟合参数及相关参数组成多阶数据矩阵,利用递归神经网络对数据矩阵中缺失数据进行初次多阶拟合;利用滑动窗口,在历史数据矩阵中进行相似模式搜索,以相似度作为权重系数,对初次拟合结果进行加权修正.分析证明,该算法的最差、最好复杂度分别达到了理论最好结果.从仿真结果可以看出,自修正算法数据拟合结果误差较之单纯神经网络拟合更小,估计精度更高.     

一种数据驱动的飞行仿真参数辨识方法

目前飞行参数经验公式针对于不同飞机机型拟合不准确,且传统黑箱算法无法定量表达飞行参数相关性。针对上述问题提出一种基于快速存取记录器（quick access recorder,QAR）数据的飞行仿真参数辨识方法,该方法在多项式拟合算法基础上,增加权重系数分配输入参数在算法中所占比重,利用斯皮尔曼等级（Spearman rank）相关系数计算不同输入参数权重系数。由此设计二元多项式,基于改进算法求解最优多项式系数。仿真结果表明,该方法可有效降低仿真误差。     

从GTO转移到月球方位可行性研究

本文说明了从地球同步转移轨道(下简称GTO)到近似圆形的近月轨道转移过程中的一些切实可行的方法。目的是确定轨道转移过程中这种方法影响的重要参数,并大致估算处于GTO上的航天器进行转移所需速度增量△V。采用二次曲线插值拟合方法描述了轨道间基本的几何关系,模拟了轨道转移的动力学过程。结果发现,最重要的参数是转移轨道的极矩线相对于月球轨道的位置,而不是转移轨道与地—月平面的倾角。该参数可以通过选择发射的具体时间加以控制,并且如果采用本文所描述的定位轨道转移方法,每天都可以获得两个有利发射时机,每次有利时机持续的时间约为45分钟。定位轨道转移不仅提供了一天之中两个有利的发射机会,而且还能对GTD入轨偏差进行有效的拨正。同时对偏离平面转移和延期发射速度△V进行估算,这是进入月球轨道最经济的方法。     

基于测速定轨的一类自适应样条滤波方法

提出了一种测速定轨的实时算法。该方法基于样条表示飞行轨道速度参数 ,在只有多个测速元信息的情况下 ,建立了自适应Kalman滤波递推算法 ,实时给出了较高精度的飞行器轨道参数     

量测坐标系下的纯距离自适应跟踪算法

为避免传统雷达数据处理方法中因坐标变换而导致噪声统计规律变化的问题,基于“当前”统计模型,在量测坐标系下提出一种纯距离自适应跟踪算法。算法基于拟合的思想,利用纯距离信息在量测坐标系下进行滤波计算,避免了由于坐标系的变换而产生的偏差和耦合误差。针对目标发生机动的情况,实时地调整加速度方差,从而达到自适应跟踪目标的效果。仿真结果表明,该算法对目标状态的估计更加精确,对机动目标具有较好的跟踪性能。     

基于相位恢复技术的二维相位解包络算法

介绍一种新型的二维相位解包络算法。该算法的原理是将被解包络的相位作为输入光场,通过光学衍射计算得到其远场衍射光场的光强分布,然后使用相位恢复算法进行优化计算,得到一组用于表达连续波面的最佳Zernike多项式参数。此算法的特点在于,结合已成熟的相位恢复算法,波面解包络的唯一性和准确性可得到充分的保证;同时利用光场衍射计算,可方便地通过对衍射光强的滤波实现对相位噪声的抑制。实验验证了该算法的有效性。     

A lagrangean relaxation algorithm for the constrained matrix problem

We present variants of a convergent Lagrangean relaxation algorithm for minimizing a strictly convex separable quadratic function over a transportation polytope. The algorithm alternately solves two “subproblems,” each of which has an objective function that is defined by using Lagrange multipliers derived from the other. Motivated by the natural separation of the subproblems into independent and very easily solved “subsubproblems,” the algorithm can be interpreted as the cyclic coordinate ascent method applied to the dual problem. We exhibit our computational results for different implementations of the algorithm applied to a set of large constrained matrix problems.     

基于雷达数字孪生的水上多目标跟踪方法研究

雷达的采样数据经过多目标跟踪处理后可为无人艇提供障碍状态,以保障无人艇的安全.对雷达数字孪生的水上多目标跟踪方法进行了研究.首先,以雷达采样的真实数据为研究对象,建立雷达观测数据多目标跟踪算法全流程处理策略,提出了雷达和惯性导航/全球定位组合导航的采样数据的时钟二次同步对准算法;然后,建立了雷达数据的起始航迹、暂时航迹...     

基于遗传算法的无人机航迹规划代价函数

针对当前使用的无人机航迹规划代价函数的不足之处,提出一种利用遗传算法对无人机航迹规划代价函数进行优化的方法。对基本遗传算法进行了局部改进,设计了航迹极坐标编码方式及航迹适应度函数,在采用基本遗传操作算子的基础上采取精英保存策略,提高了算法的效率;采用代价归一化并进行优化的思想,得到优化之后的代价函数权重值。优化结果表明,该方法可以获得代价更低的航迹。     

一种基于球坐标系的四站三维时差定位算法

提出了一种在球坐标系下的无源时差定位算法,该算法解决了参变量法中难于解决的模糊和无解问题,计算量小,定位结果可信。当布站接近平面时,本算法可独立进行定位,当站址高度差较大时本算法可以与参变量法相配合解决模糊和无解问题,适合于工程应用。     

光电指向器水平度测量算法

通过对光电跟踪仪安装时水平度调整方法的研究,提出了利用坐标变换算法,用以实现光电跟踪仪安装时水平度的快速调整.利用该算法不但可以减少安装时的测量次数,节约安装调整时间,而且提高了设备安装时的测量精度,具有广泛的推广应用价值.文中还对该方法的测量计算误差进行了分析.     

基于BP神经网络的闭路制导改进方法

针对传统闭路制导方法中的制导方法误差,提出了一种根据"真实目标"进行制导的改进制导方法。采用BP神经网络逼近算法,推导建立预定关机点及落点坐标与需要速度间的映射关系,并装订上弹,使关机点附近对应每一个位置能够映射出相应的需要速度矢量。然后利用闭路制导关机及导引方法对导弹实施控制。通过仿真,该方法大大减小了制导方法误差,提高了导弹射击精度。     

基于图像处理技术的舰载武器系统对准方法

针对目前舰载武器系统对准方法在实际应用中局限性大的问题,提出了一种基于图像处理技术、利用差分算法的舰载武器系统对准方法,并给出了实现该方法的图像处理算法和程序设计流程以及图像比较基准坐标系的建立方法,使得武器系统的对准工作变得更加方便、快捷和精密.该方法适用于舰载武器系统的对准联调和类似的民用设备.