捷联惯导大失准角误差模型在快速传递对准中的应用

针对快速传递对准中主子惯导相对姿态存在大角度的情况,推导了捷联惯导大失准角误差模型.该模型采用欧拉角表示姿态误差,并用欧拉运动方程准确描述其传播规律.鉴于该模型中的姿态观测方程是复杂的非线性函数,采用无需求导的UKF算法,并采用奇异值分解(SVD)解决方差阵的病态问题.仿真结果表明,该算法在小角度误差条件下滤波精度优于线性模型,并且适用于大角度误差条件.     

射频发射模块非线性效应的消除方法

射频模块存在相位特性的非线性效应,群延迟随频率的变化不再是一个常数,并可能造成输出射频信号的波形失真,而影响精密射频信号源的输出精度。基于递归最小二乘算法的自适应滤波器,提出了消除其非线性效应的新方法。并以GPS模拟源为例,利用其自校模块,采用软件无线电和数字信号处理技术,精确估计出射频模块的模型参数。将基带合成信号通过一个数字逆滤波器,以消除相位的非线性和群延迟随频率的变化。利用自编的仿真程序包,在Matlab中进行了相应的模拟计算。仿真结果表明,该方法可有效地消除相位非线性效应对射频信号的影响,输出信号的波形失真在理论上可控制在0.01%以内。     

Numerical investigation of the failure mechanism of cubic concrete specimens in SHPB tests

Cylindrical specimens are commonly used in Split Hopkinson pressure bar (SHPB) tests to study the uniaxial dynamic properties of concrete-like materials.In recent years,true tri-axial SHPB equipment has also been developed or is under development to investigate the material dynamic properties under tri-axial impact loads.For such tests,cubic specimens are needed.It is well understood that static material strength obtained from cylinder and cube specimens are different.Conversion factors are obtained and adopted in some guidelines to convert the material strength obtained from the two types of specimens.Previous uniaxial impact tests have also demonstrated that the failure mode and the strain rate effect of cubic specimens are very different from that of cylindrical ones.However,the mechanical background of these findings is unclear.As an extension of the previous laboratory study,this study performs numerical SHPB tests of cubic and cylindrical concrete specimens subjected to uniaxial impact load with the validated numerical model.The stress states of cubic specimens in relation to its failure mode under different strain rates is analyzed and compared with cylindrical specimens.The detailed analyses of the numerical simulation results show that the lateral inertial confinement of the cylindrical specimen is higher than that of the cubic specimen under the same strain rates.For cubic specimen,the corners are more severely damaged because of the lower lateral confinement and the occurrence of the tensile radial stress which is not observed in cylindrical specimens.These results explain why the dynamic material strengths obtained from the two types of specimens are different and are strain rate dependent.Based on the simulation results,an empirical formula of conversion factor as a function of strain rate is proposed,which supplements the traditional conversion factor for quasi-static material strength.It can be used for transforming the dynamic compressive strength from cylinders to cubes obtained from impact tests at different strain rates.     

基于统一方程多种配置的GF-INS技术研究

采用加速度计取代陀螺仪作为惯性测量元件构建的无陀螺惯导系统(GF-INS),具有成本低、体积小、机动性能好等优点,已成为近年来惯性技术应用领域的研究热点。文中从理论上分析研究了GF-INS加速度计的输出方程,提出了基于统一方程的GF-INS解算的一般过程,并进行了理论推导。研究表明,不同加速度计配置方案只是选取了不同的参数,解算本质是一致的。结合国内外相关研究成果,对GF-INS的研究与发展提出了若干建议。     

一种六加速度计无陀螺惯性导航系统安装误差校准方法研究

针对加速度计安装方向和位置向量补偿的问题,理论上推导了一种六加速度计无陀螺惯性导航系统安装误差校准方法,通过重力效应进行加速度计方向向量的校准,通过载体旋转产生的向心加速度进行位置向量的校准,然后利用校准的结果进行加速度计输出补偿,并进行了计算机数字仿真。仿真结果表明,经加速度计安装校准和补偿,系统精度可提高600倍以上,验证了该方法的有效性。     

惯性信息辅助的星像点质心提取方法

针对振动环境中星敏感器曝光得到的模糊星像点质心提取精度低的问题,提出了惯性信息辅助的星像点质心提取模型并建立了相应的算法。算法以星像点区域的加权中心为曝光初始时刻的星像点质心,根据与星敏感器捷联的惯性设备测得的振动信息计算质心在曝光过程中的轨迹并利用星像点能量分布模型估计恒星的成像区域和加权中心,采用迭代的方法使得两加权中心重合,从而得到曝光结束时刻星像点质心的精确值。仿真分析了算法的质心提取精度及相关因素对提取精度的影响,结果表明算法在振动环境下仍可准确提取出星像点的质心,精度在百分之一像素左右,而且算法具有较好的适用性。     

水下地形辅助导航技术的研究与应用进展

在简要介绍水下地形辅助导航基本概念的基础上,从地形辅助导航算法、水下数字地图技术、水下地形辅助导航试验等方面,详细介绍了水下地形辅助导航所涉及各方面的主要问题及研究进展,并对下一步研究方向及应用做出指引与展望。     

高阶BOC信号电离层色散效应的模拟算法*

导航信号模拟器需要模拟电离层引起的信号延时和色散效应,对于传统BPSK信号,模拟器基于单频假设,通过直接调整码相位和载波相位之间的相对关系来模拟电离层的影响。新一代卫星导航信号广泛采用的BOC (Binary Offset Carrier)调制信号具有更宽的带宽,作单频假设会引入不可忽略的电离层延迟建模误差。论文提出了基于双边带模型的高阶BOC信号高精度模拟方法,并仿真验证了算法的正确性。该方法可应用于导航信号模拟器实现BOC信号电离层色散效应的模拟。     

卫星导航干扰源优化部署方法

现代要地防空作战中,卫星导航对抗作为一种新兴的电子对抗形式,在战争中发挥重要作用,而卫星导航干扰力量的部署方案决定其能否有效实现对任务区域的覆盖,取得理想的干扰效果。通过分析卫星导航压制式干扰的作战机理,选取任务区域覆盖率和平均危险指数作为衡量特定部署方案下卫星导航干扰力量的作战效能指标,建立多目标组合优化模型,并运用遗传算法进行求解,得到优化的部署方案。通过仿真分析,表明该模型能够快速有效地产生卫星导航干扰源的优化部署方案,为指挥员辅助决策提供参考。     

空间引力波探测无拖曳技术现状与趋势

航天器无拖曳控制是实现引力波空间探测科学平台超静超稳运行的核心关键技术之一。目前,国内外各研究机构对航天器系统的动力学与控制进行了深入研究,并针对不同的探测频段需求提出了不同的探测任务。根据探测任务进行了航天器编队设计与控制的详细介绍和分析,对涉及的无拖曳与姿态控制、高精度惯性传感器与执行机构等原理和理论方法进行了深入的剖析。针对现已开展的空间引力波探测无拖曳航天器在轨飞行的演示验证整体情况进行详述和分析。在此基础上,提出后续开展相关研究中亟待解决的关键问题,指出未来无拖曳航天器系统动力学与控制的研究热点和趋势。