水平阻尼状态下惯导系统两点校正弱航态算法

为满足高精度导航要求,提高综合校正精度,应用扩张状态观测器设计了水平阻尼状态下惯导系统两点校正弱航态算法.简要分析了传统两点校正原理、航态约束及算法的不足,利用扩张状态观测器实时估计惯导系统平台水平失调角,并引入传统两点校正过程,得出了两点校正的弱航态算法,并对算法进行了仿真与数值检验.验证结果表明:当载体不满足航态约束条件时,传统两点校正估计结果大幅降低甚至发散,而弱航态算法具有更强的适用性,降低了载体的航态要求,提高了综合校正精度,试验1中东向、北向以及方位陀螺漂移校正误差分别由33.5％、51.2％、17.9％降至8.0％、1.8％、3.1％,试验2中校正误差分别由83.7％、39.7％、77.5％降至2.3％、0.3％、1.0％.     

铁路轨道几何参数捷联惯性测量基准的建立

为建立高精度铁路轨道几何参数的测量基准,针对传统陀螺稳定平台的不足,研究了基于捷联惯性技术的轨道几何参数测量基准的建立方法.通过分析轨道超高的基本测量原理,指出高精度姿态矩阵的解算是基于捷联惯性技术建立轨道几何参数测量基准的关键.为此,根据刚体运动学理论,建立了列车运动姿态、位置和速度微分方程;采用基于旋转矢量和四元数的方法分析了姿态矩阵解算中姿态、位置和速度的计算问题;采用多子样算法对姿态计算中的“圆锥误差”、速度计算中的“划桨误差”进行了补偿.仿真结果表明,基于多子样算法的捷联惯性基准建立方法能有效减小惯性测量系统随时间累积的计算误差,显著提高系统的精度.     

基于单轴陀螺平台的摆式列车倾摆检测系统

提出了基于单纯陀螺平台的摆式列车检测系统，详细分析了单纯陀螺平台系统的工作原理有其在摆式列车检测中的应用。对平台系统进行的分析表明，陀螺仪的漂移和国速度计的零偏是影响平台系统工作精度的主要误差因素。     

一种基于光线漂移补偿的导轨角度误差测量方法

提出了一种带有光线漂移补偿的测量导轨俯仰角误差、偏摆角误差的方法及系统．将平面反射镜作为角度测量敏感元件,利用二雏位置敏感探测器（PSD）和透镜组合来实时监测激光器本身所引起的光线角度漂移．实验结果表明：使用本系统测量导轨的角度误差,由激光器本身所引起的光线角度漂移对导轨偏摆角及俯仰角误差的影响可分别减少89．3％和69．2％,进一步提高了导轨角度误差测量的精度．     

一种基于ADS-B的雷达误差实时融合校正算法

针对我国中西部地区雷达未实现多重覆盖,大部分飞机未配备广播式自动相关监视(automatic dependent surveillance-broadcast, ADS-B)机载设备,监视精度不高的问题,结合雷达误差模型理论,提出了基于ADS-B数据的雷达误差实时校正算法.该算法对同一时刻获得的多组ADS-B数据与雷达数据的差值进行数据融合,得到该时刻雷达误差的最优估计值,并对雷达进行误差校正.算例仿真结果表明:经该算法校正后,雷达测量的距离与真实距离之间的均方根误差约为50 m,测量的角度与真实角度之间的均方根误差约为0.04°,且校正后的航迹和真实飞行航迹基本重合.      

基于微分变换的柔性体小变形装配精度分析

在产品设计阶段进行装配精度分析时通常以刚体假设为前提,往往忽略外部载荷、温度变化等载荷因素的影响.在已存在制造误差、装配误差的情况下,载荷因素引起的零件变形会进一步影响装配精度.因此,本文提出了一种同时考虑制造、装配误差和零件变形的装配精度分析模型.该模型首先沿尺寸链将变形的公差特征离散化,在每个节点处建立并固结节点坐标系;然后提取节点的变形信息,对目标特征上的每个节点坐标系进行微分变换,实现误差与变形的综合;最后建立了线性化的综合误差分析模型.研究结果表明:模型不仅克服了传统误差分析模型以刚体假设为前提的局限,得到了零件的局部变形对装配精度的影响,还可极大地减少装配系统几何建模与力学分析的难度和工作量.     

形位精度统计分析中常值系统性误差的确定

本文分析了常值系统性误差的传统确定方法不适用于形位精度统计分析的原因,并提出了形位精度统计分析中常值系统性误差的确定方法。     

脉冲风洞测力系统结构动力学特性

脉冲风洞试验过程时,试验气流引起测力系统强烈振动对测试结果产生严重干扰. 为解决测力系统振动对测力结果干扰的问题,首先根据测力系统结构特点建立了相应的动力学模型;其次,对其进行了虚拟标定和模态分析;第三,对测力系统进行了瞬态分析和惯性补偿,获得了相应的瞬态输出;最后,对测力系统进行了风洞试验,分别获得了相应的弹性输出结果和惯性输出结果. 分析和试验结果表明:惯性补偿后,测力系统均值测量精度略有提高,瞬态测量精度大幅提高;惯性补偿后瞬态测量精度最低为87.4%,出现在测力系统共振时,其他状态下,瞬态测量精度超过91%;惯性补偿后的测力系统输出结果振动基本消失,说明惯性补偿方法能够消除振动对输出结果的干扰.      

基于单目视觉的轨道固定桩基准点测量方法

为了提高铁路线路固定桩基准点绝对坐标测量的效率, 提出了一种新的测量方法; 建立了无合作目标的单点测量模型, 采用单目相机采集激光靶标图像, 利用光饱和点重心法提取激光光斑中心; 研究了平面直线成像规律, 构造了基于正交直线的单应性矩阵求解方法, 并对图像进行透视畸变校正; 根据校正后的图像与靶标的几何相似关系, 计算了激光光斑与靶标的横、纵向偏差; 在室内环境下, 进行了靶标图片拍摄的正交试验, 计算与比较了横、纵向偏差。试验结果表明: 在激光光斑和靶标固定的条件下, 保持相机与靶标的距离不变, 改变相机角度拍摄图片, 经过透视变换校正后, 横、纵向偏差与期望偏差分别为0.082、0.254mm; 相机拍摄角度固定, 改变相机与靶标距离拍摄图片, 经过透视变换校正后, 横、纵向偏差与期望偏差分别为0.126、0.014mm; 在相机的角度、相机与靶标的距离都改变的情况下, 拍摄的图片经过透视变换校正后, 横、纵向偏差与期望偏差分别为0.329、0.064mm; 可见3组试验的横、纵向偏差与期望偏差的误差均小于0.5mm; 系统的水平距离测量误差范围为±1.52mm, 高程测量误差范围为±0.67mm, 根据轨道检查仪性能指标, 线路水平距离误差范围为±3.0mm, 高程误差范围为±2.5mm, 因此, 本文的测量方法精度满足轨道测量要求。水平距离测量误差完全由激光测距仪和倾角传感器决定, 而高程测量误差是由激光测距仪、倾角传感器与激光点和靶心的偏移量共同决定的。     

地铁盾构隧道地下平面控制及精度分析

导线测量是地铁地下平面控制的主要方法,针对盾构法地铁隧道的施工特点,分析了地下导线布网方案及精度,总结了角度、测边误差对横向贯通误差的影响,并提出了适用于长大盾构区间的导线控制网布设形式及加测陀螺边的必要性。     

基于加速度计的无陀螺捷联惯性制导系统设计

针对舰炮武器系统射击精度低的问题,研究了适宜在炮弹中应用的基于微加速度计的无陀螺捷联惯性制导系统.采用三种方法对载体的角速度进行解算并分析了各种方法的利弊,提供了载体运动参数解算模型,通过仿真计算验证无陀螺方案的可行性,为惯性制导炮弹的发展提供了参考.     

机载SAR运动补偿系统设计及算法研究

对机载合成孔径雷达（SAR）的运动误差进行了分析，给出了与误差补偿精度相适应的捷联惯性测量单元特性要求，分析了惯性导航系统；全球定位系统（INS／GPS）组合对飞机姿态的影响，设计了运动补偿系统，同时对相位梯度自聚焦算法进行了研究。     

自由测站边角交会网在隧道内平面控制中的应用研究

针对目前高铁隧道洞内导线环网多余观测量少、受旁折光影响大、控制点使用困难和横向误差大等问题,提出用自由测站边角交会网作为隧道洞内平面控制测量的新方法.推导了自由测站边角交会网的边长相对中误差和横向贯通误差计算模型,并进行了仿真计算.计算结果表明,这两项指标能够满足高速铁路工程测量规范的精度要求;隧道贯通精度提高了20%,并提高了测量效率;从定性和定量两方面证明了自由测站边角交会网可以代替洞内导线环网.      

用称重传感器实现倾角虚拟测量

将虚拟测量技术应用于平台倾角的测量,提出了用称重传感器测量倾角的设想,并通过实验加以验证,发现该方法存在一定的测量误差,但误差分布规律性较强,应用误差补偿方法以减小实际测量误差。经过补偿,使称重传感器测量倾角的实际误差大大减小,最大相对误差为0.375%F.S.,最大绝对误差为0.1687°,达到了较高的测量精度,完全可以满足工程实际倾角测量的精度要求。     

轮廓跟随误差分析与研究

数控机床作直线、圆弧插补运动时产生轮廓跟随误差的来源是多方面的,实际测量得到的ΔR是由许多单一误差源产生的误差叠加而成, 它是各种单一误差源造成影响的综合反映,同时各种单一误差源对综合运动误差的影响不同 ,分析研究单一误差源可对减小综合误差,提高产品加工精度有着十分重要意义的.首先分析了轮廓跟随误差的来源,建立起误差来源数学模型,分析误差各参数量对轮廓跟随误差的影响,并进行了仿真研究,给出了误差特征曲线.     

径流的河口潮位预报方法研究

河口地区潮位受上游洪水波和下游潮波的共同影响,综合考虑两者的作用是提高预报精度的关键。本文以长江口天生港、徐六泾、杨林站为例,根据大量样本资料,建立了各站的日均增水与大通径流增量之间的关系,并利用所得关系式．根据上游径流大小,对潮汐预报的潮位进行校正。经过校正,三站日均潮位误差( 20cm的合格率,分别由77．3％提高到92．1％、76．3％提高到88．7％、83．8％提高到89．2％,最终的潮位预报精度明显提高。     

水平测斜仪在路基沉降测量中的误差处理

水平测斜仪测量路堤沉降具有不影响施工,操作方便,性能可靠等优点。针对仪器安置误差不易确定的缺点,提出了采用双向拉测法消除安装误差的原理,提高了测试精度。介绍了利用双向拉测法测试路基沉降的典型工程实例。     

地震波基线漂移的处理方法

由于受到采集仪器低频噪声、环境背景信号、人为处理误差及初始加速度等的影响,由地震加速度记录积分得到的地震波位移时程曲线会出现严重的零线漂移现象．因此,在结构地震响应的时程分析中,加速度记录需要进行校正．作者在Wilson校正处理方法基础上,提出了一种新的地震波基线漂移的处理方法,改善了加速度记录的积分性质,保证了由加速度积分得到的速度和位移时程终点均为零,并保持了地震波加速度的峰值、持时、频谱等特性．通过在实际工程的应用,验证了该校正方法的合理性．     

基于神经网络和支持向量机的大客车运行车速组合预测

为了降低单个预测方法的不确定性,综合神经网络和支持向量机两种学习型算法,基于二者的最优加权组合对大客车运行车速进行了预测.以二级公路上244个路段的平曲线半径和纵坡度等线形数据和实测车速为样本,分别应用BP神经网络、支持向量机、最优加权组合预测以及线性回归对大客车第85百分位运行车速进行了预测.选择均方根误差和判断系数为评价指标,对比结果表明,最优加权组合预测能够综合单个预测方法的信息,提高了预测精度.     

基于网格变形技术的全附体潜艇操纵性计算

通过求解瞬态雷诺时均方程和网格变形方程,实现了全附体潜艇平面运动机构试验(PMM)的虚拟仿真,得到潜艇模型所受的水动力分量随时间的变化曲线,依据线性理论求取水动力系数,并与试验值以及直线拖曳试验或回转试验的数值计算结果进行对比.结果显示:PMM数值试验所求得的水动力系数与试验值吻合良好,其中,惯性类系数求解精度较高,除个别系数外,误差都在8％以内.而粘性类系数求解精度不如直线拖曳试验(ORT)或回转试验(RAT)计算精度高,个别系数的计算误差超过了30％.但从数值试验的整体效果来看,PMM数值试验计算精度达到了工程应用的要求.