基于EKF的同时定位与构图在潜艇地磁导航中的应用

潜艇地磁导航不产生如惯性导航的误差积累问题,是一种有效的自主导航定位手段。但是目前地磁导航定位主要是基于先验地磁图的匹配导航,在实际操作中要获得较为精确的先验地磁图是极其困难的。基于扩展卡尔曼滤波（EKF）的同时定位与构图算法（SLAM）可以在不需要先验地磁图的基础上实现潜艇导航定位。将这一算法应用到潜艇地磁导航中,再结合人工布设磁标的方法可以实现潜艇不依赖于先验地磁图的地磁导航定位。     

一种基于增量定位的移动信标辅助节点定位算法

针对网络中可能有少量节点难以接收足够定位信息的情况,提出一种基于增量定位的移动信标辅助节点定位算法。该算法初步考虑节点之间的协作,选取部分节点对接收信息进行转发。仿真结果表明,在移动信标的路径长度和通信半径不变的情况下,该方法可获取较高的定位覆盖率,适用于信标路径间距较大的场合。     

一种基于移动矢径的单信标测距定位算法

针对水下航行器利用移动单信标进行同步式测距定位时受初始位置误差和声速误差影响的问题,给出一种基于移动矢径的单信标同步式测距定位算法。参考移动矢径的概念建立了移动单信标测距定位模型,利用扩展卡尔曼滤波算法实现了定位滤波算法的设计。仿真和试验结果表明:本文算法可以有效减小初始位置误差带来的定位误差,并对未知声速误差进行实时估计,显著提高了水下航行器的定位精度。     

基于GDOP的导航定位误差和最优岸台设计算法的研究

本文利用矩阵为工具，采用最佳估计原理，从理论上证明了几何精度因子随岸台数目的增加而减小，从一种导航定位误差的数学分析方法中引进一个普遍适用的几何精度系数的概念和新的最优岸台选址设计算法，并利用GDOP（Geometrical Dilution of Precision）得出了导航定位误差的简单估计和分析所选岸台的最佳配置，此算法使得导航定位误差的分析既统一又简单，无疑在导航定位研究领域具有理论价值和实用价值。     

一种基于单个移动信标的分布式节点定位算法

定位是无线传感器网络中最重要的功能之一。通过利用一个移动信标节点（装备GPS或提前设定了移动路线）来帮助各个未知节点进行自身定位。信标节点周期性的发送自己位置信息给周围的未知节点,未知节点通过非测距技术估计自身位置。信标节点的移动路径在文中也进行了探讨。仿真结果说明了本文方法的有效性。     

水下移动静默节点时间同步算法研究

针对同步式测距定位系统的时间同步难题,建立了时间同步误差模型。基于水下航行器在移动沉默状态下同单信标进行时间同步的限定条件,提出2种水下航行器在移动静默状态下同单信标进行时间同步的算法。建立了传播时延变化量同水下航行器运动状态的对应关系,利用单信标测距定位算法实现水下航行器定位的同时给出时间同步误差的估计。仿真结果表明:2种算法均能有效减小时间同步误差,且能容忍声速误差带来的测距误差。     

基于时延数据融合的港口船舶监控策略研究

在对现有港口船舶航行监控方法以及导航技术详细分析的基础上,结合基于Kalman滤波的数据融合技术,讨论了利用雷达、GPS以及AIS数据进行港口船舶导航算法和监控策略的设计问题。针对现有的时延平滑估计存在的缺点,提出一种基于时延的集中式预测估计融合算法。新算法具有很高的实时性和可实施性,同时,将新算法与现有的时延平滑估计融合算法相集成,提出一种完整的船舶导航和监控策略,计算机仿真算例验证了新算法的优越性,同时显示了新监控策略的有效性。     

基于无线传感器网络的舱室内船员位置估计算法

为保证舱室内人员的安全,提升船舶在航行过程中的管理能力,设计基于无线传感器网络的舱室内船员位置估计算法。在舱室内的固定位置放置参考节点,同时在船员身上放置定位节点,定位节点的定位请求发送给参考节点,当定位节点接收到参考节点自身坐标的信号强度时,通过接收信息强度指示定位算法测量参考节点和定位节点之间的间距,采用高斯滤波方式对测量结果进行去噪;通过三边定位算法求出定位节点具体位置,实现船舶室内船员位置估计。实验结果表明,该算法能够有效去除RSSI严重失真数据,船员实际位置估计准确,测得参考节点与定位节点之间的有效距离较长,且具有较高的穿透力和测距精度。     

多无人水下航行器协同导航与定位研究

提出一种基于移动长基线的多无人水下航行器协同导航与定位方法.多无人水下航行器协同导航与定位方法对于解决大水深和远航程问题至关重要,在移动长基线算法中,主UUV装备高精度导航设备作为移动长基线节点,而从UUv装备低精度导航设备,两者之间通过水声装置米相互定位,利用传统几何关系解算从UUV,位置的算法将产生很大误差.基于扩展卡尔曼滤波的移动长基线算法能有效融合内部和外部传感器信息,提高导航精度.仿真试验对此进行了验证.     

无线传感器网络中移动导标的面定位算法研究

论文旨在探讨一种使用移动面积导标节点协助情况下的分布式节点定位算法.针对无线传感器网络内在特点提出了一种采用移动的面积导标节点对未知节点相对估计的方法来定位未知节点,未知节点可根据由已知四点组成的定位面实现对未知节点的位置估算.论文提出的移动定位优点主要表现在:1)定位过程中不依赖于高代价的测距方法,算法的圆弧区域确定方法简单,计算量小,且网络通信量小;2)定位过程不需要大量的导标节点分布于感知区域;3)因为是面定位,所以定位的速度相对较快,且对小部分孤立的未知节点的定位也不会遗漏.     

舰船无线网络入侵数据点自动定位方法

现有方法存在着入侵数据点定位能耗较高、定位速度较慢的缺陷,无法满足现今海洋战争的需求,因此提出新的舰船无线网络入侵数据点自动定位方法研究。为了提升入侵数据点定位精准度,确定无线网络移动节点运动轨迹,以此为基础,基于时间差(TDOA)计算发射节点与接收节点之间的距离,依据计算的距离数据,采用三边质心定位算法计算入侵数据点(节点D)的位置坐标,算法输出计算结果,即实现了舰船无线网络入侵数据点的自动定位。测试数据表明,相较于现有方法,提出方法定位能耗下降了10.18 J,定位速度提升了4.82 ms/个,充分显示提出方法的入侵数据点定位性能更好。     

基于物联网技术的船舶海上目标远距离定位算法

针对传统的船舶海上目标远距离定位算法存在的缺点,如定位精确度低、数据处理耗时长等,提出基于物联网技术的船舶海上目标远距离定位算法。首先,基于物联网技术中的节点定位技术,针对船舶的3个自由度建立船舶运动模型;然后,确定未知节点的初始值,再与信标位置节点相结合,利用最小二乘法对定位偏差进行计算;最后,将初始值进行递归,得到未知节点坐标,至此实现基于物联网技术的船舶海上目标远距离定位算法。实验结果表明,与传统的定位算法相比,提出的定位算法的数据处理耗时最多可减少35 ms,平均定位误差减少0.58 m,其定位精确度更高,耗时更短,可以有效地实现船舶海上目标远距离定位。     

基于ZigBee的船标通测网络中无线传感器的应用

无线传感网络是船联网的重要通信及定位技术,在船标通测网络中得到广泛应用。现在船舶无线传感网络一般利用ZigBee作为定位协议,ZigBee协议具有算法复杂度低﹑定位精度高等特点,但在实际海洋航行中,由于环境干扰信标节点有较大扰动从而降低定位精度。本文重点研究了ZigBee协议中的DV-HOP定位算法,优化信标节点分布,最后进行仿真。     

基于最大熵算法的空间功率谱估计方法研究

针对北斗二号BeidouⅡ卫星导航接收机干扰信号波方向估计问题,采用一种基于最大熵算法的空间功率谱估计方法实现对干扰来波方向的识别,并通过Matlab仿真验证了这种算法的性能。     

基于物联网通信技术的舰船导航控制系统

导航控制系统对舰船的作战能力提升具有非常重要的意义。传统的GPS导航和AIS系统等都存在一些问题,AIS会存在导航盲区,GPS技术受制于其他国家,容易受到干扰。Zigbee是物联网通信技术的重要组成部分,本文基于物联网通信技术和北斗导航技术提出了一种舰船导航控制系统,设计了基于物联网的北斗导航节点,分析了节点中各个模块的基本作用和实现原理,阐述了物联网数据通信实现的基本原理,对构建的基于物联网的舰船导航控制系统的抗干扰能力、静态和动态定位进行测试,测试结果表明系统具有良好的抗干扰能力,同时静态和动态定位精度都较高。     

北斗/GPS双模双频信标差分定位技术的研究及实现

基于航海无线电指向标的GPS信标差分系统可为水运用户提供高精度、高可靠性、全天候的免费定位助航服务。但由于依赖美国GPS系统,具有一定的局限性。本文提出了一种基于北斗/GPS双模的双频伪距信标差分定位技术方法,从而实现大范围亚米级定位精度,并通过实际应用案例进行了验证。结果表明在长江下游采用北斗/GPS双模信标差分定位技术,能够实现300km以内优于1m的平面定位精度。     

基于DeltaOS的测量定位雷达对动目标处理和显示研究

针对测量定位雷达的高实时性和国家武器装备的安全性问题,研究实现了基于龙芯3A处理器在实时操作系统(DeltaOS)下对海上动目标舰船的精度测量。通过研究DeltaOS系统下的图形开发和实时任务调度机制,详细阐述了DeltaOS操作系统下的GUI设计架构,采用滤波和外推算法对动目标舰船运动轨迹进行估计和显示。现场实测实验表明该国产系统建构可以满足对海上运动舰船的实时精确测量定位的要求。     

水声网络探测节点的一种运动目标参数估计算法

文章提出了一种水声网络探测节点的运动目标参数估计方法,即基于模型匹配原理的估计算法。给出了算法的原理和仿真分析。     

AUV协同导航定位算法研究

随着地面及空中移动平台协同导航研究的成熟,人们开始将协同导航扩展到水下平台,这就使得AUV的协同导航成为近年来该领域的研究热点。针对水下特殊的环境,围绕AUV协同定位问题,人们展开了各种研究提出了许多新的方法和理论。本文即对近年来AUV协同导航领域的各项研究成果进行了简要介绍,提出一种基于Kullback-Leibler距离估计的协同导航算法,同时通过数值仿真验证该算法的有效性。本文最后总结AUV协同导航的研究现状并提出可能的研究方向。     

高精度系统时钟下的相对定位算法研究

在TDMA消息分发机制的网络中,获取成员之间准确地相对位置关系十分重要。由于一般导航系统提供的经纬度误差较大,本文提出一种在高精度系统时钟下,通过伪距测量实现网内节点相对定位的算法。在此基础上,详细介绍了针对高动态用户的TOA测量与惯性导航系统（INS）相结合的组合导航算法,建立以导航控制器为坐标原点的相对导航坐标系,根据惯导误差理论设计卡尔曼滤波器,并进行仿真分析。结果显示,该算法对于网内节点的定位精度有明显提高。