导航信号卡尔曼滤波定位解算方法研究

研究了导航信号的卡尔曼滤波定位解算方法，该方法能够实现用小全的测量值完成导航解的估值解算，同时还可以对导航解进行平滑，减小噪声对导航解的影响。仿真结果证明了该方法在导航定位解算中的有效性和可行性。     

GPS动态定位中自适应卡尔曼滤波模型的建立及其算法研究

采用描述机动载体运动的“当前”统计模型,建立了一种新的ＧＰＳ动态定位自适应卡尔曼滤波模型。为了进一步提高滤波器的动态性能,提出一种改进的自适应滤波算法,大大提高了ＧＰＳ动态定位卡尔曼滤波器的跟踪能力,改善了滤波效果。计算机仿真结果验证了该算法的有效性。     

船舶组合导航系统综合卡尔曼滤波研究

本文首先建立了船舶组合导航系统的七维动态方程和四维测量方程,然后在对系统非线性推广卡尔曼滤波、非线性推广自适应卡尔曼滤波和克服滤波发散的方法进行分析的基础上,提出了一种新型综合卡尔曼滤波器。仿真结果证明,新方法的可靠性及精度比推广的卡尔曼滤波和推广的自适应卡尔曼滤波,都有了很大程度的改善。     

GPS水下定位的水声定位算法

简要介绍了潜艇ＧＰＳ水下定位系统的水声定位子系统的组成与工作原理。详细介绍了一种高精度水声相对定位的方法。对水声定位的测量方程，定位解算方程和迭代解算流程图进行了讨论。     

基于平方根容积卡尔曼滤波的水面无人艇导航定位算法

针对不含GPS/北斗等外部传感器的水面无人艇自主定位问题,论文提出一种基于平方根容积卡尔曼滤波(square-root cubature kalman filter, SCKF)的水面无人艇定位算法。该算法利用数值拟合获取的给定电机电压和水面无人艇稳态速度(U-u)的非线性函数关系,将其作为系统的观测方程,融合无人艇的线性状态方程实现导航定位。为提升定位精度,在SCKF的观测方程中引入低通滤波器。最后通过试验验证了算法的有效性。     

天文观测船位的一种直接解算法

本文根据天文定位的基本原理，提出了一种新的直接解算天文船位的方法。该方法避开了球面上的小圆弧超越方程，直接利用球面三角形来解算精确的天文船位。经过大量的验算证明，用此方法解算的天文船位比传统的高度差法精度高。     

平方根求容积卡尔曼滤波的组合导航算法

以全球定位系统与航位推算(GPS/DR)相结合的组合导航系统为研究对象.为解决在GPS/DR组合导航研究中传统扩展卡尔曼滤波(EKF)算法的滤波精度和稳定性差问题,引入了平方根求容积卡尔曼滤波算法.作为一类sigma点滤波方法,SCKF有效避免了EKF计算雅可比矩阵,提高了估计精度.仿真结果表明,对于船用GPS/DR组合导航问题,该算法能获得更好的性能指标,更符合实际船用组合导航要求.     

基于改进无迹卡尔曼滤波的动力定位系统状态估计

动力定位（DP）船舶状态估计的准确性是影响其在海面上沿期望航迹运行或位置固定的关键因素。在DP状态估计研究中,当遇到观测噪声反常或噪声协方差与算法不符等情况时,无迹卡尔曼滤波（UKF）无法调整算法参数以适应海洋环境的变化,严重影响着状态估计的精度。鉴于此,提出一种基于误差序列协方差估计的自适应UKF,利用观测变量残差更新观测噪声协方差矩阵R。设计基于自适应UKF的状态估计器,对DP船舶纵荡、横荡和艏摇3个重要状态变量进行估计。数值仿真结果表明,提出的自适应UKF能明显降低纵荡、横荡和艏摇3个状态变量的估计误差,状态估计的准确性和滤波平滑性均优于传统UKF算法。     

伪距GPS/INS组合导航系统的多模型自适应卡尔曼滤波器设计

对多模型自适应估计滤波进行了仿真研究.仿真结果表明,多模型自适应估计滤波可以克服单一模型卡尔曼滤波器在对真实系统状态参数发生变化时的滤波误差过大甚至发散的问题,对于环境的变化具有较强的适应性,整体上可提高组合导航系统的导航精度.     

新颖的GPS动态滤波算法及其在船舶导航中的应用研究

本文首先建立起ＧＰＳ动态定闰的数学模型,然后运用一种新颖的滤波算法对ＧＰＳ信号进行处理,最后研究了ＧＰＳ定位技术在船舶导航中的应用。     

基于渐消记忆自适应滤波的船舶动力定位算法仿真

由于船舶在海上运动的复杂性和非线性,精确的船舶动力定位系统数学模型难以建立.为了实现有效的动力定位控制,需要应用一定的状态估计滤波算法得到所需的船舶运动低频信号.采用常规的Kalman滤波,状态变量的新测量值对预测值的修正作用下降,旧测量值的影响随着计算步数的累积而相对提高,这是引起滤波发散的主要原因之一.文章针对船舶动力定位系统中使用常规的Kalman滤波而存在的模型不精确、 不能准确表达系统噪声和测量噪声等问题,采用渐消记忆自适应滤波估算低频运动信息,在状态估计算法中引入渐消记忆因子,减小旧测量值对状态估计值的影响权重,从而增大新测量值的作用;并根据滤波发散判断准则,选择适当的渐消记忆因子值来抑制滤波器的发散,使控制器输出较为平稳,从而降低推力系统不必要的能耗.仿真实验表明,所设计的自适应滤波器的收敛性、跟踪性优于常规的Kalman滤波,有效地提高了系统的定位精度和稳定性.     

现代船舶动力定位系统设计

围绕现代动力定位系统的设计问题,讨论系统的构建、数学建模、控制器设计和推力器的推力分配,重点给出了基于扩展Kalman滤波的动力定位LQG控制器设计算法。     

Analysis and Comparison of Range-Range Positioning Mode and Hyperbolic Positioning Mode

Three key factors are discussed, which affect positioning accuracy of range-range positioning mode and hyperbolicpositioning mode.Based on the error elliptical theory, the expressions of positioning error and of positioning geometric factor ofrange-range positioning mode and hyperbolic positioning mode are derived, and the positioning error and the blind positioningarea of two different positioning modes are analyzed. According to the requirement of navigation area, an optimum positional     

基于Unscented卡尔曼滤波器的地磁辅助组合导航

将船位推算与地磁测量相结合构成组合导航方法.首先建立了推算模型,然后利用Unscented卡尔曼滤波方法,直接将地磁测量的结果用于校正推算结果,进行导航定位.此方法不采用匹配方法进行定位,可进行实时定位,能适用于非线性和离散的地磁模型.仿真表明,此方法能减小定位误差,适用于基于船位推算和地磁定位的实时组合导航.     

船舶动力定位系统控制器的设计

提出了完整的基于船舶运动数学模型的动力定位系统,并且提供了定点控制和跟踪控制两种控制方法,在跟踪控制中引入船舶运动的参考轨迹模型。应用基于卡尔曼滤波的状态观测器得到控制所需的船舶低频信号,控制器的设计采用了考虑积分作用环节的改进LQG算法,同时引入前馈以补偿风力作用以及参考轨迹模型带来的影响。最后控制器的性能通过系统的仿真得到验证。     

船用动态GPS／INS模拟器的设计

本文设计了一种实时的动态GPS／INS组合模拟器，为测试GPS／INS组合系统精度、考查组合系统性能提供了一种多功能的实验设备。本文推导了GPS／INS模拟器的数学模型，利用该模拟器，对本文提出的两种船用组合方案做了比较，其中一种方案已经通过了1994年在南海进行的海上试验。实际应用表明石GPS／INS模拟器可以模拟不同性能、不同工作状态及不同精度的GPS和惯导系统，具有较高的实用价值。     

重力图匹配导航方法研究

提出一种利用重力异常信息校正惯导系统的方法按照一定方法将重力实测数据和数字重力图进行相关分析和匹配以得到最优路径,再用位置误差对惯性器件误差进行扩展Kalman滤波估计,最后对惯导系统的导航状态进行修正,得到最优导航状态。     

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。