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。     

多基准站相对定位算法及先验基线向量偏差影响分析

为提高单基准站短基线相对定位解算的可靠性,研究了多基准站约束的相对定位算法。将基准站间可提前测量的先验基线信息融入观测模型中,给出了多基准站相对定位的函数模型和随机模型,在此基础上推导了模糊度精度因子的解析表达式,揭示了基准站数量的增加对模糊度浮点解精度提升的作用;从理论上分析了基准站间先验基线信息中的偏差对模糊度解算的影响,分析表明,当先验基线各分量偏差的绝对值之和小于5 cm时,模糊度解算几乎不受影响;通过仿真和实测数据进行了验证。试验结果表明,增加基准站数量不仅能有效提升模糊度解算成功率和收敛速度,并且对先验基线信息中的偏差具有较好的抑制作用,当基线各分量偏差均增加到4 cm时,实测数据模糊度解算成功率仍能达到92%以上。研究结论为特殊场景下多基准站间的快速非精确标定提供了理论依据。     

轻量化改进网络的海天线检测模型

海天线检测在无人艇自动驾驶与海上目标识别领域具有重要作用。针对传统算法在各类场景下鲁棒性差的问题,提出一种基于目标识别算法的海天线检测模型YOLOv5-SH。该模型利用ShuffleNetV2网络单元搭建特征提取网络,替换YOLOv5模型的骨干网络,提取图像中海天线区域,再利用Hough变换的方法在其中进行线性检测,识别海天线。在自建数据集上的对比实验结果表明,YOLOv5-SH模型能够在各类场景下实时准确检测海天线。     

基于CMOS的双目视觉定位系统的设计

介绍了一种基于CMOS视觉芯片的双目视觉相对定位信息提取系统。重点描述了该系统的硬件系统的组成:成像采集设备、控制器、存储器、专用DSP和外部接口电路,以及各部分的芯片选择和相应的接口设计,并提供了设计方案实例。系统具有体积小、重量轻、功耗小、集成度高、接口灵活、定位精度高等特点,可以方便地安装在各种设备,尤其是嵌入式系统上,因此可以广泛地应用到很多领域。     

摄像机视角定位技术在炮兵侦查中的应用

由于部分侦查设备的保密性和价格的昂贵性,炮兵侦查分队在实际训练中采用普通观测器材组合来进行定位较多,其缺点是定位精度不高、携带不便,且成本较高、排除故障困难。提出在炮兵侦查分队中使用双目摄像机对监视区域进行自动定位,采用的是基于摄像机视角的定位方法。该方法定位精度较高、速度快,且成本低、携带方便,能够满足炮兵侦查分队平时的训练需求,且在作战中有一定的应用价值,不受电磁等无线电干扰,便于隐蔽。     

一种改进的选星算法在GPS定位系统中的应用

为解决传统选星算法在定位精度与运算复杂度之间的矛盾,提出了一种基于行列式值的改进选星算法,并从运算量的复杂度、消耗时间的长短、定位精度的高低3个方面与传统最小几何精度因子(GDOP)算法相比较。仿真结果表明:改进选星算法80%以上的GDOP相对比值小于10%,所需计算时间明显小于传统最小GDOP方法,且避免了大量的矩阵乘法和求逆运算,证明了该改进选星算法具有计算复杂度低、耗时短、精度较高的优点。     

一种新的卫星导航星间链路测距体制及其定轨性能分析

现有的GPS星间链路轮询时分测距体制未针对定轨性能进行优化。对轮询时分测距体制进行改进,提出了一种新的分组时分测距体制,通过对整星座所有卫星进行分组测距来提高星间测距链路数量,从而提高星地星间联合定轨精度。以整星座平均定轨精度最优为目标,提出了两步优化算法,得到星间总测距链路数最多的卫星分组,使每组内卫星的星间测距DOP值最小。仿真结果表明,采用优化算法得到的最优分组时分测距方式对卫星定轨精度有明显改善。     

嫦娥二号卫星视觉测轨研究

目前卫星轨道参数的测量主要依靠地面测控站的无线电测量,使得测量受限于测控站的观测弧段;另一方面随着深空探测的不断深入,也对现有测控方法提出了新的挑战。利用卫星上已有的像机通过景象匹配对卫星自身位置进行精确测量,可以有效摆脱地面测量观测弧段和测量距离的约束。本文提出了一种基于星载实时图与基准图匹配的视觉测轨方法：通过景象匹配建立实时图中特征点与基准图的对应关系,再根据成像关系解算卫星的三维位置。利用“嫦娥二号”获取的立体图像和轨道测量数据进行了验证实验,证明了本文提出的方法具有较高的精度,实现了地基无线电测轨和视觉测轨的相互验证。本文提出的视觉测轨方法可以弥补现有测轨方式的不足,减轻地面测控系统负担,在深空探测等领域具有良好的应用前景。