基于恒星参考系的舰船武器系统基准姿态测量方法

舰船武器系统的基准姿态直接影响着武器系统的射击精度,进而影响作战效能的发挥。介绍了舰船武器系统基准姿态测量技术的现状,为了满足高精度武器系统作战使用要求,使武器系统基准检测误差不随时间积累,并且可以在航行条件下进行,分析了现有测量方法的不足,提出了基于恒星参考系的舰船武器系统基准姿态测量系统的设计思想,并给出了基准测量模型,解决了舰船在航渡条件下,武器系统的零位标定和基准偏差测量问题,具有操作简便、造价低的特点,为舰船建立统一的坐标基准提供了一种新方法。     

模糊信息融合方法在分布式基准系统中的应用

由于舰船导航和武器系统的精度和可靠性等要求的不断提高以及分布式指控系统的发展，建立全舰统一姿态基准系统已成为必然。提出了利用测量结果推算出的甲板挠曲姿态信息作为分布式捷联姿态基准系统（简称分布式捷联基准）的补偿信息，然后利用基于模糊理论的信息融合方法建立全舰统一姿态基准系统。最后通过对简易模型的仿真研究，证明了这种方法是可行的并具有较高的精度。     

基于双轴转台的捷联惯导系统姿态精度评定算法

系统姿态精度是惯导系统的重要指标之一.针对系统的姿态精度,尤其是动态姿态精度因缺乏姿态基准而难以评定的问题,提出一种基于双轴转台的惯导系统姿态精度评定算法.首先对姿态误差角建模,利用惯导组件不同航向角所确定的旋转矩阵第三行三列的元素不含有航向角信息的特点,在无北向基准的情况下,求解出惯导和转台的安装误差角,进而得到惯导姿态误差,此姿态误差即可反映系统姿态精度,最后,进行了光纤惯导系统的精度评定试验.结果表明,算法在转台无需北向基准条件下可有效标定出惯导系统姿态误差和安装误差,其流程简单、适应性好,可为系统精度评定提供参考.     

一种基于惯性匹配的船体姿态基准传递方法

船体变形角的存在是造成船体局部姿态基准失准的根本原因。本文基于惯性姿态匹配法,提出一种抑制船体变形影响、实现高精度姿态基准传递的方法。首先对光学设备测得的船体变形角数据进行频域分析,实现船体变形角高精度建模。然后利用中心主惯导和船体局部捷联惯导的姿态输出构建卡尔曼滤波方程,实现船体变形角的实时高精度估计。最后仿真验证了船体变形角建模方法和姿态匹配算法的可行性,为船体局部高精度姿态信息获取提供理论参考。     

基于恒星基准的舰船姿态计算方法

推导出了一种以恒星位置为基准的舰船姿态角计算方法,该方法以计算姿态转移矩阵为基础,结合最优化算法,建立了恒星位置为基准的星船坐标系,并以该坐标系为基准确立舰船姿态角,从而在一定程度上克服了因水平基准精度不高所带来的计算误差。     

GPS在航潮位测量中的关键技术研究

在传统潮位测量方法缺陷分析的基础上,提出了在航潮位测量思想。为了获得高精度的在航潮位测量成果,对利用GPS RTK/PPK技术进行潮位测量和数据处理中的关键问题进行了深入的讨论。这些关键问题主要有姿态改正、GPS高程质量控制、垂直基准转换、基于信号的在航潮位提取。在姿态改正中,详细的给出了姿态改正的计算模型;对于GPS RTK/PPK高程数据存在的异常的问题,给出了Kalman滤波以及Heave修正的方法;为使GPS在航潮位研究实用化,对验潮中垂直基准的转换问题进行了深入的研究和讨论,最后给出了无缝垂直基准的概念和转换思想;利用信号处理理论,基于Butterworth滤波器,提取出了潮位,并将GPS潮位与潮位站潮位进行了比较,获得了理想的结果。     

基于时间同步的船体姿态基准传递技术

在基于惯性量匹配算法的船体姿态基准传递技术中,保证2套惯导系统的数据同步是实现高精度的必要条件。本文对基于角速度匹配的姿态基准传递进行研究,并重点针对该过程的时间同步问题提出解决方案。一方面利用GPS的1PPS信号作为基准时钟源,完成2套系统的晶振校正,建立数据同步采集机制。另外,设计引入时延的扩维Kalman滤波器,对残余时延误差进行在线补偿。依靠同步采集与算法补偿相结合,实现船体变形角的高精度解算。仿真试验得到时延干扰下的测量误差在10角秒左右,证实所提方案具有较高的应用价值。     

高速列车姿态测量系统理论基础研究

列车姿态是列车控制所需的重要参数,其测量方法、测量精度与测量系统的性能密切相关.随着微处理器技术与新型传感器技术的发展,利用加速度计、磁阻传感器和ARM微处理器构成基于地球磁场和重力场的姿态测量系统,已成为许多载体姿态测量的首选.本文详细介绍基于地球磁场和重力场信号进行姿态测量的原理,推导方向角、俯仰角和横滚角求解的数学模型.     

基于Kalman滤波的激光陀螺系统极标定方法研究

针对传统的分立标定方法标定精度受姿态基准精度的制约,且不满足带减振器的惯性测量单元(IMU)标定及现场标定的需求,提出一种基于Kalman滤波器的系统级标定方法.为了确保解的唯一性,该方法引入了基准坐标系的约束条件,以速度误差为观测量,对激光陀螺及加速度计相关误差参数进行最优估计及辨识.仿真结果证明该方法的有效性及可行性,满足高精度惯导系统的标定需求.     

基于Windows 2000的实时同步通讯系统的设计

介绍了基于Windows2000操作系统的某分布式局姿态基准实时同步通讯系统的软硬件设计。该系统根据舰船导航系统中分布于舰艇各处的局部基准点之间数据通讯、处理和保存的需要设计，提供了良好的实时性和可靠性的保障，在实时通讯系统中具有典型性的实用性。