多传感器多平台多目标数据融合系统中的数据对准研究

数据对准是数据融合系统中相关、跟踪和识别等功能的基础。通过研究多传感器多平台多目标战术数据融合仿真系统，对该系统数据对准的功能层次作了探讨，并根据海上目标的特点，设计和实现了相应的时间对准算法和空间对准算法。     

弹射中舰载机快速传递对准技术

舰载机弹射过程中的高加速度有利于提高舰/机惯导的传递对准速度,但高速运动带来的误差也会影响传递对准的性能。本文对舰载机的弹射流程、拖拽方式、弹射时间、弹射过程中线运动及角运动规律等进行分析,从舰载机弹射时间、舰机相对运动规律,及基准信息来源等对传递对准匹配方法的约束,基准信息精度与品质、动态杆臂误差,及大失准角误差等方面对传递对准性能的影响等,论证实现舰/机惯导传递对准的可行性,提出相应的传递对准方案,并提出各种干扰误差的相应补偿方法。研究表明,舰/机惯导弹射中,基于速度匹配的传递对准方法,可以实现舰载机紧急起飞情况下的快速初始对准。     

捷联罗经方位大失准角下的快速对准方法

为解决大失准角情况下采用传统罗经对准方法存在的收敛时间长这一问题,提出一种基于重力视运动解析对准与罗经法线性对准模型相结合的捷联罗经快速对准方法。该方法首先利用重力矢量视运动规律进行解析对准迅速实现大失准角估计,然后在小失准角情况下利用罗经法完成精确对准。仿真试验结果表明:提出的方法在小失准角下与传统罗经法具有等效性,而在大失准角时具有更快的对准速度,在系泊晃动情况下也可快速对准。     

扩张状态观测器在惯导系统初始对准中的应用研究

根据平台式惯导系统初始对准的误差模型,首先介绍了初始对准的卡尔曼滤波方法,而后研究了把扩张状态观测器与卡尔曼滤波器相结合用于惯导系统的初始对准方法,最后对系统在受干扰和未受干扰2种情况下,分别进行了仿真研究.仿真结果表明,该方法与卡尔曼滤波方法相比,在保证对准精度的条件下,系统姿态角对准时间大大缩短;在系统受到干扰时,该方法仍具有很强的适应性和稳定性.     

水下潜器初始姿态的建模仿真与计算

惯性导航是水下潜器主要的导航方式,初始对准对惯性导航的精度至关重要。针对水下潜器的自对准,建立了捷联惯导初始对准的误差模型和卡尔曼滤波模型。使用速度误差作为观测量,进行了卡尔曼滤波仿真。结果表明,建立的误差模型和方法在对准时间内,姿态角误差稳定在10″,航向角误差稳定在1′~2′,准确地计算出了水下潜器的初始姿态航向角。     

自主式水下潜器方位对准方法研究

针对自主式水下潜器传递对准技术进行研究,根据以往的匹配方法中通常水平失准角估计精度高、对准时间快而方位失准角估计总不理想的情况,提出了一种基于惯性测量器件测量求解方位失准角的匹配方法.针对这种匹配方法,将水平失准角信息当作已知量进行计算,进行了理论推导和MATLAB仿真,并且对仿真结果进行分析,结果表明,利用这种方位对准方法估计方位失准角精度高、时间短,有很好的实用性.     

船用捷联惯导系统在系泊状态下的快速初始对准方法

建立了捷联惯导系统的误差模型，并利用ＰＷＣＳ理论对系统模型进行了可观测性分析。在可观测性分析的基础上提出了一种估计方位失准角ψＵ的方法，从而大大缩短了系泊状态下初始对准时间，提高了对准速度。最后，通过计算机仿真证明了该方法的有效性。     

基于UKF的大失准角条件下单轴旋转SINS初始对准方法

论文阐述了单轴旋转调制技术对捷联惯导系统误差抑制的原理,针对单轴旋转捷联惯导系统的初始对准,推导了大失准角误差条件下非线性初始对准误差模型,同时为充分利用惯导系统输出信息,提出了一种“加速度+速度”的非线性观测模型;根据系统误差方程和观测方程同时非线性,设计了一种Unscented卡尔曼滤波算法,并对静基座单轴旋转SINS初始对准进行了仿真试验.结果表明,采用该算法水平和方位对准在较短时间内都能达到较高精度,同时对加速度计零偏和三个陀螺漂移实现有效标定.     

水下潜器捷联惯导系统初始对准技术研究

研究摇摆基座上进行的惯导系统初始对准技术，提出了水平对准采用二阶调平、方位对准采用四元数补偿的初始对准方案。通过计算机仿真，验证了在载体的干扰频率特性已知的情形下，该方案可以有效地实现晃动基座上的对准。     

基于GPS测量系统的舰载作战系统动态航向对准技术研究

针对舰载导航系统对准的实际需求,介绍一种在舰艇动态条件下,利用GPS完成导航系统航向对准的方法,对其中的对准过程和数据处理方法进行详细介绍。通过精度分析,证明该对准方法满足航向对准的要求,同时对保障条件要求低,便于操作,为舰载作战系统的航向对准提供了新的选择。     

船用捷联惯性导航系统惯性系快速对准算法

为满足船用捷联惯性导航系统对准快速性和精确性的要求,提出一种系泊条件下的捷联惯导系统快速初始对准方法。利用三阶调平回路进行水平精对准,直接计算出重力加速度在基座惯性坐标系下的投影,并采用加权求平均算法对重力加速度的投影进行平滑。最后根据惯性系下重力加速度慢速圆锥变化的特性,利用平滑后的重力加速度实现舰载捷联惯导快速初始对准。对所提出的快速对准算法进行了仿真,并利用系泊实验进一步验证了惯性系快速对准方案的可行性。结果表明,所提出的快速对准方法在6分钟内完成了初始对准,且对准精度满足中等精度捷联惯导系统要求。     

捷联惯导系统晃动基座高精度快速自对准技术研究

传统自主对准要求捷联惯导系统准确感应地球自转角速度,导致捷联惯导系统对准期间必须处于静止或微幅晃动状态,限制自主对准的适用范围,而且一般的舰载武器系统难以处于绝对静止状态。为实现舰载武器在晃动条件下的自主对准,本文研究提出了晃动基座下的自对准方案。首先,在粗对准阶段,基于重力加速度在惯性空间的投影量,将姿态阵分割为4个矩阵分别求取,减弱晃动对粗对准的影响;其次,利用晃动条件下系统可观测性提高的特点设计相关滤波器。通过实验验证了此对准方案的可行性。     

舰艇作战系统时统应用初析

保持分布式系统内时间统一是实现以网络为中心的信息化战争的必要前提条件。剖析了紧耦合系统中时间对准的若干实现方案的特点及存在的问题，提出了适应分布式作战系统的模块化、标准化系统对时的实现途径。     

惯导系统初始对准自适应参数选取法研究

平台式惯导系统的初始对准，为进入导航状态提供必要的初始条件，主要的性能指标是对准精度和时间。本文提出了一种新的变频带对准法的三阶调平系统，在对准过程中，系统的带宽能适应调平过程中信噪比的变化，从而使性能达到最优，经理论分析和仿真研究表明，这种新方法比经典方法，调平速度快而且提高了水平陀螺测漂及方位角的估值的精度。     

强跟踪滤波在动基座传递对准中的应用

在保证捷联惯性导航系统（SINS）动基座传递对准具有一定精度的前提下,为了缩短传递对准的时间,对强跟踪滤波（STF）在动基座传递对准中的应用进行了研究。通过在一步预测方差P（k＋1｜k）中引入渐消因子λ（k＋1）,以此减弱老数据对当前滤波值的影响。同时,对渐消因子λ（k＋1）的计算做出修正,使得状态估计更加平滑。最后,在匀速拐弯的机动方式下进行了仿真,结果表明强跟踪滤波在对准精度与速度上比Kalman滤波有更好的表现。     

一种冗余惯性导航系统的非线性初始对准模型

通过合理的冗余配置惯性导航系统中惯性传感器,充分利用冗余惯性传感器的重复量测值,提出了一种非线性初始对准模型。该模型直接利用惯性传感器的量测输出作为观测值,3个姿态角作为状态变量,有效的降低了模型的维数和提高了模型的可观测度,从而保证了初始对准的精度和速度。通过分析表明,初始对准的稳态精度取决于惯性传感器的常值误差。仿真结果表明,非线性初始对准模型对准过程中的稳态精度与传统的初始对准模型的稳态精度相当,但是在实时性方面,它能够在5s内使3个失准角同时收敛。     

舰艇作战系统雷达统一对准模型及其误差分析

针对舰艇作战系统对准工程的需要,根据坐标变换原理推导了一种统一的舰载雷达探测角度和探测距离的对准计算模型。分析了对准过程中舰艇姿态变化以及仪器测量误差等动态不确定因素对作战系统对准精度的影响,并基于误差理论推导了雷达探测角度和探测距离对准理论真值的最大绝对误差计算公式。根据上述模型计算舰载雷达对准的理论真值及其最大绝对误差,可以为舰艇作战系统对准精度分析提供辅助依据。Matlab数值仿真结果验证了本文方法的有效性。     

鲁棒最小方差滤波在惯导初始对准中的应用研究

在运载体机动时，卡尔曼滤波器会导致捷联惯导系统初始对准时产生较大的机动误差。而H∞鲁棒滤波技术将噪声和不确定输入看作是只知道上界的参数，而不是统计特性服从某一分布的随机向量，从而提高了系统的鲁棒性。但由于H∞滤波一般不单独考虑系统不确定项的影响，从而得到的结果较为保守。因此，学者们又提出了离散时间不确定系统的鲁棒最小方差滤波技术。计算机仿真结果表明，用鲁棒H∞滤波器和鲁棒最小方差滤波器代替卡尔曼滤波器对SINS初始对准时的状态变量进行估计校正后，能有效降低SINS初始对准的机动误差，提高系统初始对准的精度。但鲁棒最小方差滤波器比鲁棒H∞滤波器滤波校正效果更好。     

基于卫星导航设备的多平台空间配准方法

主要针对现有多平台空间对准算法精度比较低,而我国卫星导航技术却不断成熟,研究了一种多平台空间配准方法,用于解决装备高精度导航设备的平台空间对准问题。详细分析了其空间对准的过程,并根据其流程和算法,进行了实例验证。仿真计算结果表明,该算法是有效的,可以较好解决空间对准问题。     

基于传递对准技术的舰船基准一体化方案研究

概述了传递对准技术进展及应用情况,讨论了有代表性的对准技术在实际工程应用中存在的问题,分析了舰载装备对基准信息的需求和使用上的特点,在此基础上提出了运用传递对准算法进行全舰基准一体化的初步方案,并针对不同的对准需求和算法分析了可选的局部基准核心惯性测量器件.初步结果表明,通过合理的选择对准算法和局部基准,可满足实现全舰基准一体化的工程使用要求,并提升全舰基准系统的精度、可靠性和集成优化的水平.