基于UKF滤波的SAS水下导航方法

合成孔声呐（SAS）运动补偿的一种重要方法是利用导航设备记录声纳载体各时刻的运动状态来修正回波数据以达到成像运动补偿的目的．研究和利用高精度的组合导航方法进行合成孔径声呐的水下运动估计是其中的关键技术之一．文中研究了基于光纤陀螺罗经Octans和多普勒声速剖面仪ADCP的SAS水下导航方法,并利用UKF滤波技术进行SAS的运动参数估计,仿真结果取得了较好的估计精度．     

舰船惯性导航与阿尔法组合导航技术及仿真

介绍了阿尔法导航系统的特点,依据离散线性系统的卡尔曼滤波公式,提出了一种惯导/阿尔法组合导航的方法,具体阐述了信息融合数学模型的建立和滤波实现,并利用Matlab软件进行了仿真和结果分析.     

基于SINS/GPS的高速列车组合导航系统

为提高高速列车的导航精度,提出了一种基于SINS/GPS的组合导航系统.分析了SINS和GPS的误差源,设计了SINS/GPS高速列车组合导航算法.仿真结果表明,所提出的SINS/GPS高速列车组合导航系统精度高,可靠性好,克服了惯性导航系统误差随时间增大的缺陷.     

基于实时交通信息的动态车辆导航技术研究

将实时交通信息应用于车辆导航是实现车辆导航系统市场化、大众化的关键，而快速发展的无线通讯技术则为实时交通信息的传送提供了可能，集成车辆导航系统和无线通讯技术、构建车辆信息系统(Telematics)将是未来车辆应用发展的主导方向。本在分析传统静态的．孤立的车辆导航系统弊端的基础上，着重探讨了动态车辆导航涉及到的一些关键技术，包括有：实时交通信息的快速采集、信息融合、数值化编码、动态管理以及无线实时发布；基于实时交通信息的动态路径规划理论与方法；导航电子地图数据动态维护与更新；GPS／DR／MM组合定位方法。     

GLONASS／GPS导航信息的组合应用

GLONAS／GPS全球卫星导由系统的组合应用是最导航系统之一。两者的结合将给海上，陆地，航空等领域提供高精度的导航及其它方面的科技服务。由前苏联研制并由俄罗斯发展和继承的全球导航系统于1996年满24颗星座，并将免费向用户开放，提供高精度的位置，速度及时间信息。GLONASS不加任何SA这样导航精度就高于GPS。两者的结合应用是广大用户研究发展的课题，也将是广大用户特别是航海导航方面对导航仪器的最佳选择。     

基于卡尔曼滤波的GPS/DR导航信息融合方法

为了有效地实现GPS/DR(Global Positioning System/Dead Reckoning)组合导航系统的信息融合,提高GPS/DR组合导航系统的精度和可靠性,分析了传统的利用全球定位系统(GPS)与航位推算系统(DR)跟踪车辆位置方法的特点,结合GPS和航位推算DR两种定位方式的优点,在车辆定位技术中采用GPS/DR组合定位技术,构建了基于卡尔曼滤波技术的自适应联合卡尔曼滤波器,使用Matlab软件工具进行了计算机仿真验证,从软件集成的角度探讨了GPS/DR组合定位技术的串口通信等关键技术的软件实现问题,给出了GPS单独导航、DR单独导航和GPS/DR组合导航三种工作状态下的位置误差。从对比中可以看出,组合系统能在任何情况下实现车辆的实时、可靠、准确的定位,定位误差最小,同时还可以减小甚至消除推算定位系统随时间积累的误差。     

基于GPS/COM组合定位技术的车辆导航

对于行驶在城市中的车辆,由于受到高楼的遮挡,车辆在很多时候都不能观测到足够多的GPS卫星,仅仅使用GPS定位技术其可用性一般都比较低：而在城市中由于人群比较集中,BTS基站一般也相对密集。本文讨论了在城市车辆定位中充分利用城市中BTS基站密集这一优势,使用GPS与COM组合定位技术以提高车载导航系统的可用性。文章首先介绍了车载端GPS模块与COM模块在硬件组合上的实现,然后从理论上推证了联合GPS和BTS观测数据建立组合导航方程的可行性。最后,通过实测数据对模型进行了仿真,对GPS／COM组合定位结果与GPS单独定位结果进行了比较。进一步证明了GPS／COM组合定位技术能大大提高车载导航系统的可用性．     

智能搜索技术在船舶导航系统中的应用研究概述

新形势下船舶导航系统显示信息的全面性与功能操作的复杂性要求系统具有进行快速检索、查找导航数据的能力。通过建立整个系统的综合数据库,应用智能搜索技术,融入盲目搜索算法、启发式算法,设计一套综合智能搜索系统子系统融入船舶导航系统中,可方便使用者快速检索所需信息,增加导航系统的实际操作能力,节约操作时间,提高工作效率。     

组合惯性导航系统研究

本文阐述惯性导航系统的研究背景及研究现状,分析捷联惯导系统(SINS)和单目视觉系统组合的导航方法的研究前景.目前,以惯性导航系统为主,重力、地形、地磁、视觉等特征信息为辅的组合导航系统越来越成为研究的热点问题.     

基于自建导航与惯导的四旋翼飞行器室内导航

为实现四旋翼飞行器的室内导航,本文提出一种基于自建导航与惯性导航的组合导航系统。自建导航系统使用固定在飞行器质心处且彼此间夹角90°的三个激光束射向目标平面。飞行器利用下视相机捕捉光束点,并依据光束点相对于目标平面中参考点的位置及光束点彼此间的相对位置,获取位置和姿态信息。该导航系统具有低成本,易于实现,无需复杂图像处理算法的特点。实验共进行10组,参考点为室内地面的"十字"连接处。实验表明,飞行器在水平与高度方向的位置误差为±3cm,姿态误差为±0.5°。     

Simultaneous localization and mapping of autonomous underwater vehicle using looking forward sonar

A method of underwater simultaneous localization and mapping (SLAM) based on on-board looking forward sonar is proposed. The real-time data flow is obtained to form the underwater acoustic images and these images are pre-processed and positions of objects are extracted for SLAM. Extended Kalman filter (EKF) is selected as the kernel approach to enable the underwater vehicle to construct a feature map, and the EKF can locate the underwater vehicle through the map. In order to improve the association efficiency, a novel association method based on ant colony algorithm is introduced. Results obtained on simulation data and real acoustic vision data in tank are displayed and discussed. The proposed method maintains better association efficiency and reduces navigation error, and is effective and feasible.     

舟山马岙港区施工作业现状与对策

随着经济快速发展,水上水下施工作业越来越多,对通航环境的影响也日益加剧,如何规范施工作业,维护通航安全,保护通航环境资源越来越引起主管机关的重视。本文就舟山马岙海事处(筹)辖区施工作业实际情况进行分析,从而就规范施工作业提出管理性建议。     

基于卫星定位系统的相对位置确定船舶航向的研究

利用卫星导航系统能够全天候实时地得到较为准确的位置,通过得到的相对位置可计算出船舶航向,为船舶提供一种获得航向的新方法。实验证明,利用实时的相对位置求解船舶航向是可行的。     

相控阵多普勒计程仪半实物仿真方法研究及其实现

相控阵声多普勒计程仪采用宽带相控阵技术,提高了多普勒计程仪的测量深度和精度,已成为声学测速的重要设备之一,并广泛应用各种水下平台的导航.根据相控阵多普勒计程仪的半实物仿真的需要,分析了相控阵多普勒计程仪的测速原理,研究相控阵多普勒计程仪速度和深度仿真的原理,设计了半实物仿真系统,给出了仿真系统工作流程,同时设计了基于PXI总线的仿真模块,最后通过试验验证了系统的性能和精度.     

Simulation platform for the underwater snake-like robot swimming based on Kane’s dynamic model and central pattern generator

A systematic method for swimming control of the underwater snake-like robot is still lacking. We construct a simulation platform of the underwater snake-like robot swimming based on Kane＇s dynamic model and central pattern generator （CPG）. The partial velocity is deduced. The forces which contribute to dynamics are determined by Kane＇s approach. Hydrodynamic coefficients are determined by experiments. Then, we design a CPG-based control architecture implemented as the system of coupled nonlinear oscillators. The CPG, like its biological counterpart, can produce coordinated patterns of rhythmic activity while being modulated by simple control parameters. The relations between the CPG parameters and the speed of the underwater snake-like robot swimming are investigated. Swimming in a straight line, turning, and switching between swimming modes are implemented in our simulation platform to prove the feasibility of the proposed simulation platform. The results show that the simulation platform can imitate different swimming modes of the underwater snake-like robot.     

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针对应用卡尔曼滤波器进行车辆GPS导航信号的动态滤波时难以建立精确的数学模型以及传统小波变换在实时性方面存在不足,提出了基于提升小波变换的GPS动态滤波新算法.该算法采用提升小波变换对车辆GPS导航信号进行分解;用3σ准则和多项式插值方法对各层提升小波变换系数进行粗差探测与数据修复;采用模平方软阈值去噪算法对各层提升小波变换系数进行去噪;最后进行提升小波逆变换,从而实现车辆GPS导航信号的动态滤波。仿真实验结果表明,该算法的导航定位精度优于卡尔曼滤波算法;虽然在导航定位精度方面稍比传统小波变换算法的性能高,但比传统小波变换算法速度快一倍;显然该算法对车辆GPS导航系统是有效的.     

Research of underwater self-reconfigurable system

This article describes a novel underwater robot, which is called underwater self-reconfigurable system （USS）. USS is studied and developed by Shanghai Jiao Tong University. It is formed by a quantity of the same modules and works in group. Based on that, USS can change its form while working in the complicated underwater structures according to different tasks. New multi-jaw underwater docking system, piston style regulator and clamshell-like sampling module are designed for USS, these developments address the problems of underwater docking, floating condition adjusting and sampling. Besides, the gaits like wriggle, creeping, swimming and fourlegged moving have been successfully implemented in tank and lake test, which verifies the validity of the concept.     

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故障检测与隔离是保证组合导航系统容错性能的重要措施。本文针对车辆导航系统的可靠及安全性需求,分析了组合导航系统的传感器故障特性,建立了包含三个数据通路的车辆组合导航系统容错设计结构,提出了一种基于主成分分析的故障检测与隔离算法。该算法利用数据的相关关系,采用正常条件下的导航历史数据建立统计PCA模型,通过一定的统计量控制限检验新的导航数据样本相对于模型的背离程度实现故障检测,并根据不同数据通路的故障检测结果动态调整导航子系统的有效性因数,从而隔离故障造成的影响。仿真结果表明,该算法实现简单,能够有效实现对组合导航系统故障的检测与隔离。     

A low-cost testbed of underwater mobile sensing network

Comprised by a swarm of acoustically linked and cooperative autonomous underwater vehicles (AUVs) with onboard sensors, an underwater mobile sensing network (UMSN) will be a complementary means to fixed observatory networks, e.g. seafloor observatory networks and moored buoy arrays. It has obvious advantages over a single large AUV in higher efficiency due to parallel observation, stronger robustness to vehicle failures and lower cost. Although an UMSN can be viewed as a counterpart of wireless mobile sensing networks for air and terrestrial applications, it is much more challenging due to poor performance of underwater acoustic communication, poor performance of underwater positioning and high degree of uncertainty in vehicle dynamics and underwater environment. In order to verify key technologies involved in an UMSN, e.g. cooperation of multi-AUVs based on acoustic communication, a low cost testbed has been developed for experimental study. The design of both hardware and software is introduced. Also the results of a functional test for verification of the effectiveness of the testbed are presented.