模糊自适应滤波在车载组合导航系统中的应用

文章针对车载GPS/DR组合导航系统工作环境复杂,其观测噪声相应复杂多变的特点,引入了一种基于模糊自适应控制的卡尔曼滤波算法。这一方法基于方差匹配的思想,通过模糊控制器在线调整观测噪声方差,以改变滤波器的自适应性,从而提高导航精度。文章最后对GPS/DR系统进行了仿真,结果表明采用此方法后的滤波精度优于常规Kal-man滤波的结果。     

模糊自适应卡尔曼滤波在惯性/地磁导航中的应用

为了提高自主、无源组合导航系统的精度和可靠性,针对惯性/地磁组合导航系统中滤波发散、量测噪声统计特征随实际情况不同而变化的问题,本文在无迹卡尔曼滤波的基础上,通过监测滤波新息的方差和均值变化,采用模糊自适应滤波算法,"在线"调整模型中的噪声方差阵,来改变滤波器的估计均方误差和滤波增益.通过自适应调整Sigma采样中权值的比例因子α,来解决UT变换的非局部效应,达到提高组合导航的精度的作用.仿真结果表明,模糊自适应卡尔曼滤波器可以有效的提高惯性/地磁组合导航系统,克服了传统滤波算法的缺点和不足,提高了滤波精度.     

MSINS/GPS深组合导航系统中量测噪声估计

在MSINS/GPS深组合导航系统中,伪距、伪距率噪声对应的量测噪声阵R随环境、卫星位置的改变而改变,它对卡尔曼滤波器的性能影响很大.定点观测能得到量测噪声阵R的准确估计.仿真研究表明,对于MSINS/GPS深组合导航系统,当采用定点观测法估计量测噪声阵R时,卡尔曼滤波器能较好地估计导航参数误差.若适当减小量测噪声阵R,卡尔曼滤波器将提高估计导航参数误差的精度,加快收敛速度.     

一种基于INS/GPS/CNS的全信息导航滤波算法

为解决INS/GPS两组合导航系统因观测信息不完整造成的姿态误差发散、系统稳定性较弱的问题,本文利用CNS搭建了基于INS/GPS/CNS的全观测信息导航系统。通过建立以位置误差、速度误差及平台失准角误差为观测量的系统数学模型,提出一种基于INS/GPS/CNS的全信息导航滤波算法,提高了系统的导航精度,改善了系统的稳定性。试验结果表明,本文所提算法相较于传统两组合滤波算法,各导航参数的精度在不同程度上得到改善,长航时条件下姿态误差收敛、稳定性较高。     

基于改进自适应Kalman滤波的地铁变形监测研究

为解决传统自适应卡尔曼滤波收敛速度缓慢甚至发散的问题,提出一种改进自适应卡尔曼滤波算法。该方法在传统算法的基础上引入一个指数型衰减因子,并且根据残差序列保持正交的特性,推导出能够抑制滤波发散的幂值表达式,使得在信息输入的每一步中,都能保证对滤波增益阵进行实时修正,使其达到最优,从而降低陈旧测量值对估计过程的影响并能快速趋近于真实值。将提出的算法应用到地铁变形监测中,通过与经典卡尔曼滤波算法、方差补偿自适应卡尔曼滤波算法的比较,仿真结果显示提出的算法具有收敛速度快的优势,同时提高了精确性与稳定性。     

科研软件与商用软件在长江干流航道GPS测量控制网数据处理中的结果分析

利用GPS静态观测组成的同步环,当采用高精度的科研软件与常用商用软件解算基线时,由于解算基线向量的数学模型不同,致使其方差阵不同,前者解算的方差阵结构完全、严密。在进行GPS网平差时,两种软件在同种情况下的平差结果也有所差别。本文利用长江中下游航道一特大型GPSC级测量控制网的观测数据,着重将两种软件解算的基线和网平差结果进行了比较分析,得出了一些有益的建议和结论。     

基于H_∞滤波技术的重力辅助导航仿真研究

因无法对系统模型和噪声模型精确建模导致Kalman滤波器精度较低或发散问题,本文将H∞滤波理论引入重力仪/INS组合导航系统。文中首先给出了最优H∞范数的计算方法,解决了过去根据经验或多次试验确定该值的问题。组合导航系统包含位置、速度和姿态9维状态误差,利用重力仪实测重力异常与INS指示位置地图重力异常值之差作为观测信息对系统进行H∞滤波。仿真实验表明,该方法可极大地改善组合导航系统的鲁棒性和可靠性,明显提高系统的导航精度,减小滤波系统的阶次,加快对系统状态的滤波估计,对工程实际应用具有重要意义。     

一种雷达目标运动要素解算方法研究

针对船舶导航避碰对水面目标运动要素实时高精度估算的要求,给出了一种基于去偏转换坐标卡尔曼滤 波思想的目标跟踪算法.在算法中,通过非线性坐标转换并去偏后得到去偏转换测量值,实现目标状态方程和量测方程在笛卡尔坐标系的线性方程,采用标准卡尔曼滤波算法进行滤波.因此,只要解出去偏转换量测值误差方差即可按标准的卡尔曼滤波算法对目标进行跟踪.仿真结果表明,在保证滤波器不失配的前提下,去偏转换坐标卡尔曼滤波(DCMKF)算法收敛迅速并有较高精度,能够满足导航雷达实时应用的需求.     

GPS与基于海流数据库的推算船位的数据融合

当前，潜艇在水下可获得的导航信息十分有限，因此，如何利用现有的装备来提高水下导航的精度一直是水下导航界关注的热点，本文构造了GPS的水面导航信息融合子系统和基于海流数据库的水下导航信息融合子系统，并对两种子系统的联合滤波进行探讨，并利用联合滤波来对水下导航信息融合子系统进行修正来提高水下导航信息的精度，经过大量的计算机仿真实验证明，该方法十分有效，大大提高了水下导航的精度和系统的稳定性。     

基于模型库的船舰组合导航信息融合算法

在船舰组合导航系统中,由于各导航传感器自身物理特性、工作原理的差异,无法同步获得船舰目标的观测信息,因此船舰组合导航问题实质上是一类典型的异步融合估计问题.然而,现有的异步融合估计算法无法兼顾滤波精度的最优性以及滤波过程的实时性.为此,针对舰船稳态运行过程中的线性平稳过程,提出利用模型库设计一种船舰组合导航信息融合的新算法.仿真实验验证了所提方法的有效性,能同时满足实时性和最优性的要求,并且简捷,易于实现.     

基于R树面向对象的航海资料数据模型

提出了基于面向对象技术和Ｒ树索引结构的航海资料数据模型。它通过面向对象技术的继承性有效地解决了信息存储的冗余问题，体现了航海资料的自然层次结构，与航海人员的思维定式相吻合。同时，通过Ｒ树建立了航海资料二维动态索引，实现了航海信息快速的查询。     

GPS/SINS姿态组合系统数据空间同步方法研究

在引入了姿态观测量的基于卡尔曼滤波器的GPS／SINS组合导航系统中，GPS天线体坐标系与IMu所在的载体坐标系由于安装误差或其他原因不能完全重合，两个坐标系之间存在失准角，导致GPS与SINS输出的姿态信息在空间不同步，这将严重影响卡尔曼滤波的效果。针对这一问题进行了深入的研究，分析了姿态测量数据空间不同步的原因，给出了静态和动基座情况下标定两个坐标系位置关系的若干方法并进行仿真分析验证了其可行性。     

Evolutionary trajectory planning of ships in navigation traffic areas

By taking into account certain boundaries of the maneuvering region, along with navigation obstacles and other moving ships, the problem of avoiding collisions in navigation traffic areas was reduced to a dynamic optimization task with static and dynamic constraints. In heavy navigation traffic areas and within coastal zones, correct selection of a ship's speed, when accompanied by the necessary trajectory changes, is a crucial element of safe navigation. This paper presents a modernized version of the evolutionary ship trajectory planning system in which a new parameter was introduced, namely changes of the ship's speed along particular sections of the trajectory. Generally, a safe trajectory is estimated using specialized genetic operators for modifying the trajectory. Here, an additional operator was added to the system that mutates the ship's speed. Sample results present the safe trajectory for a ferry meeting other moving ships and navigational constraints on its way. Received for publication on Dec. 2, 1998; accepted on June 16, 1999     

模糊自适应Kalman滤波在INS／GPS组合导航系统中的应用

针对INS／GPS组合导航系统中因量测噪声的复杂多变造成的发散问题,引人了一种基于新息方差匹配技术的自适应模糊控制Kalman滤波算法,通过模糊控制器在线调整量测噪声方差,抑制滤波器发散,从而提高导航系统的精度。仿真结果表明该算法具有比常规Kalman滤波更高的精度。     

单向水道船舶进出港排序权重分析

为避免波浪涌入港内,沿岸港口皆构筑防波堤,堤口及通行水道不宜过宽,采用单向航行以缩小水道宽度是普遍现象。船舶进出港单向航行涉及进出顺序的安排。船舶自动识别系统(AIS)自2004年4月生效实施,提供了船舶动态、静态及航次相关信息数据,对VTS的交通组织服务而言,给予船舶通行管制莫大的帮助。为避免船舶在港口水域因为等候进出造成的拥挤招致碰撞,交管中心对于到达船舶及出港船舶必须作出适当的排序,既可解决通航安全,亦可达到通航效率。本研究就船载AIS所提供的信息中,与船舶通行安全有关的数据,以高雄港水域为例,运用AHP方法作成权重因素分析,其结果可作为运用于整合性船舶交通组织模型研究的参考。     

置信检验自适应联邦卡尔曼滤波及其水下机器人组合导航应用

[目的]为解决载体受到扰动时组合导航精度下降的问题,提出一种基于置信检验自适应联邦卡尔曼滤波(CC-AFKF)框架.[方法]首先,将电子罗盘(EC)、全球定位系统(GPS)与惯性导航系统(INS)相结合;其次,构建置信检验模型,有效滤除INS/GPS和INS/EC子系统中低置信度的量测值,保证量测值的准确性;最后,提出...     

利用故障树分析航海雷达故障

航海雷达是船舶上必备的导航装备,用于船舶避让、船舶定位、狭水道引航等,在能见度不良的情况下,还是航海人员进行观测的工具。航海雷达结构复杂,系统经常出现故障。一旦故障不能及时排除,将会严重影响航行。文章利用故障树理论,对航海雷达故障进行分析和研究,从而提高航海雷达故障诊断的准确性与效率。     

龙溪口航电枢纽工程施工期智能航道系统研究

针对龙溪口航电枢纽工程施工期所在河段不断航，且来往船舶多，临时航道通航环境复杂的情况，设计开发了施工期智能航道系统，该系统以电子航道图为显示基础，实现航道水位、流速流量和水深的实时监测、航标遥控遥测、船舶动态管理等功能，并提供共享与服务接口，系统的实施实现了对河道表面流速场的非接触、无人值守的实时测量，以及对航标、船舶的动态管理，提高了管理效率，保障了龙溪口枢纽工程施工期工程河段的通航安全。     

强夯施工质量实时导航技术*!

强夯是最常用和最经济的深层地基处理方法之一,有效地控制强夯施工质量是保证地基稳定与安全的关键。目前,我国强夯施工质量的信息化控制水平较低,主要依靠监理和施工人员人为控制,难以实现对强夯施工质量的精准控制。从强夯施工信息的采集、存储、展示和导航入手,提出一种具有实时、自动、高精度等特点的强夯施工质量实时导航技术,对强夯施工实现实时监测和可视化导航。工程应用表明,本技术满足强夯地基竣工验收一般检测项目的检查要求,对强夯施工过程实现精细控制,提高施工效率和质量。