两种目标定位方法的误差分析

单站球坐标定位法和梯度法是目标定位中经常使用的2种方法.针对2种目标定位方法的定位精度问题,分别介绍了2种方法的原理及误差处理过程.通过理论分析和仿真计算对上述方法的目标定位精度进行比较,结果表明,梯度法比单站球坐标定位法具有更高的目标定位精度.     

基于遥感图像的舰船目标定位研究

针对在海面上对舰船目标定位受距离限制而导致定位精度差的问题,研究遥感图像的舰船目标定位方法。利用Self-Snake模型在不损耗图像边缘信息的前提下对图像滤波,并进行边缘映射。将边缘映射的梯度作为旋转矩形检测时的特征,检测遥感图像中的舰船目标。根据特征匹配的原理对检测出的目标进行匹配,进一步确定目标所在矩形框位置,完成对遥感图像的舰船目标定位研究。设计与传统定位方法的对比实验,证明了研究的遥感图像舰船目标定位方法的定位重叠度更接近于1,即相比传统方法,本文的定位方法性能更优越。     

基于测距声纳与光视觉的水下目标定位方法研究

针对无人水下航行器作业环境的特殊性以及任务需求,为提高光视觉的定位精度,提出了一种基于测距声纳与光视觉的水下目标定位方法。该方法根据摄像机成像的特点,利用测距声纳与摄像机的几何关系设计水下目标定位算法。本文针对规则的水下目标进行定位算法设计,然后通过对水池试验采集的图像中的目标进行定位验证以及误差分析,证明了该定位系统具有较高的定位精度,满足水下作业的需求。     

水声设备动态定位精度测试方法研究

论文研究了水声跟踪定位设备海上定位精度的检测方法,应用航路设计和组合定位技术对实际目标运动轨迹进行测量和数据处理,以解决水声跟踪定位设备动态定位精度测试这一长期困扰水声测控领域的难题,为校准水声跟踪定位设备的测量误差提供依据.     

基于卡尔曼滤波的磁偶极子目标张量定位

采用现有单点磁梯度张量定位方法定位磁偶极子目标时,易出现定位结果受测量噪声影响而发散的现象。针对该方法的不足,根据磁偶极子磁感应强度与磁场梯度张量的基本关系式,建立张量定位的状态空间模型,并采用卡尔曼滤波器对状态向量进行估计,实现目标定位。设计数值算例对定位方法进行检验,定位结果表明,基于卡尔曼滤波的定位方法具有较高的精度和稳定性,可用于航空磁探测和水下小目标磁场探测。     

基于相位差变化率的机载无源定位研究

单站无源定位的核心难点是如何实现无源测距问题。利用目标角度和角度变化率信息对观测站和目标间的距离进行解算,通过定位误差的几何分布（GDOP）对单次定位的距离测量精度进行了仿真分析。由于观测器在运动过程中对固定辐射源目标进行无源测距的精度不高,用卡尔曼滤波对多次定位进行了滤波处理。通过单次和多次定位精度的仿真验证了该方法是一种高精度的定位方法。     

基于柔性三元线阵的目标被动定位精度研究

提出了一种基于柔性三元线阵的被动声定位方法,重点研究了在一定扰动情况下三元垂直线阵被动声探测装置对水下目标的定位精度,从理论上分析了影响柔性三元线阵被动目标定位精度的几种主要因素及其相互关系.数值仿真试验表明:在大深度条件下,基于柔性三元线阵的被动声定位方法可以满足水下目标定位精度的要求,在水下被动探测技术领域具有广泛的应用前景.     

被动声定位技术的浅海近距离应用

利用被动声呐的三元测距技术能对浅海水面非合作声源目标进行定位。针对浅海背景噪声强,目标信号稳定性差的特点,采取了预白化方法提高高频信号的利用率,从而提高互相关时延估计的稳定性,又使用后置筛选方法选出可信度高的定位结果,解决了浅海近距离定位中的稳定性问题。通过海上实验对定位方法的稳定性进行验证,并将被动定位轨迹与目标航行的GPS轨迹进行对比。结果表明,在浅海近距离的定位稳定性较高,定位精度可达到米的量级。     

数据挖掘技术的舰船磁性目标定位方法

针对传统舰船磁性目标定位方法在定位舰船磁性目标时,受到航行环境的影响,存在目标定位偏差大、时间长的缺点,提出数据挖掘技术的舰船磁性目标定位方法。根据舰船磁性目标特征的确定原理,确定了舰船磁性目标的特征,采用数据挖掘技术将舰船磁性目标特征提取出来,利用平滑处理技术对舰船磁性目标特征进行滤波处理,在引入舰船磁性目标的边缘停止函数基础上,对舰船磁性目标特征进行映射,预处理了舰船磁性目标特征,通过分析舰船磁性目标的定位原理,布置磁性传感器,通过判断磁性传感器采集的舰船磁性目标是否有效,实现了舰船磁性目标的定位。实验结果表明,数据挖掘技术的舰船磁性目标定位方法不仅可以提高舰船磁性目标的定位精度,还可以加快目标定位速度。     

三维技术在双曲分段定位中的应用

传统的双曲分段整体定位采用的二维定位法难以保证双曲分段的定位精度,因此对采用三维测量及分析技术进行船体双曲分段总组定位进行了研究,提出了三维定位基础、定位方法和实施方案等技术措施,并通过比较三维定位法与二维定位法在双曲分段定位中的应用情况,分析了三维定位技术在双曲分段总组中的应用优势。     

一种基于小孔径基阵的高精度水下目标被动定位方法

研究小孔径基阵条件下的高精度水下目标被动定位是一个具有实用价值的问题。提出一种基于矢量水听器和小孔径标量圆形阵的高精度水下目标被动定位方法。将矢量水听器置于标量圆形阵的圆心处,综合利用标量阵常规波束形成的稳健性和矢量水听器的测向原理,可大幅提高目标的测向精度。并利用多个基阵进行空间方位交汇可对目标进行测距。当存在多个目标时,通过基阵两两组合进行“举手表决”剔除伪解的方法,还可分辨多个目标。仿真结果表明,在4个基阵围成的边长5 km的正方形探测区域内,3个目标测向精度均在1°以内,相对测距误差低于5%,验证了该方法的有效性。     

一种基于协方差矩阵子矩阵的干扰抑制方法

研究如何抑制水面干扰,检测出水下目标是当前水声信号处理领域的研究重点。本文首先对接收数据协方差矩阵进行特征分解,利用每个特征值及其对应的特征向量生成子矩阵,然后根据目标的预估方位分离出目标信号占主导的子矩阵,累加重构协方差矩阵,从而达到抑制干扰的目的,提高输出信干比和目标方位估计准确性。数值仿真结果表明,该干扰抑制方法能够很好地抑制干扰,提取目标信息,检测出感兴趣目标,为后续的目标识别与跟踪创造有利条件。     

两栖作战中的海上火力支援

本文通过对两栖作战中的海上火力支援作战需求分析，提出对火力支援武器在射程、精度和毁伤能力等方面的需求，并对目标侦察和已舰导航定位的需求进行了分析。在此基础上，提出了有可能推动火力支援装备发展的有关新技术。     

AUV navigation around jacket structures II: map based path-planning and guidance

This paper proposes a path-planning and guidance strategy for an autonomous underwater vehicle (AUV) to perform detailed inspections of jacket structures such as the support legs of offshore platforms. Inspections of such structures are important for maintenance, security, and environmental assessment. These tasks can be carried out at a less cost by using AUVs than through conventional methods. The path-planning method generates a set of waypoints to facilitate the complete coverage of the surface of the target from a constant distance based on the given information about the configurations of both the target and the vehicle. The guidance method actually controls the vehicle such that it follows the waypoints, under the assumption that the position and attitude of the vehicle are being estimated in real time with adequate accuracy. By combining these methods with the localization method we had previously proposed (Maki et al., J Mar Sci Technol [1]) an AUV can perform a fully autonomous observation of jacket structures with prior knowledge of only their configuration. The performance of the method was verified though tank experiments using the AUV Tri-Dog 1. A simple model of a jacket was installed in a test tank, and the vehicle succeeded in inspecting the target.     

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.     

无线传感器网络基于信号到达角度的节点定位算法研究

提出了一种基于锚节点的信号到达角度值并利用节点之间的位置关系实现传感器网络中未知节点的定位算法。通过仿真实验,分析了锚节点数目、节点通信距离、测量角度误差等因素对算法的定位精度和定位覆盖率的影响。     

基于大地坐标的多舰协同超视距目标指示研究

针对超视距目标指示问题,建立了基于大地坐标的目标运动方程和观测方程,并将UKF滤波方法运用于目标的跟踪.由多艘舰艇组成一个协同的目标指示系统,并将一种新的分布式融合算法运用于该系统,提高了目标的跟踪精度.仿真结果验证了该算法的有效性.     

基于水声传感器网络的目标纯方位运动分析

研究了基于水声传感器网络的目标纯方位运动分析原理及方法,建立了基于水声传感器网络的目标运动分析模型。在此基础上,讨论了模型中多维非线性估计问题,提出了一种基于传感器网络新的水下目标运动分析方法。该方法采用改进的粒子滤波EKF-PF(扩展卡尔曼-粒子滤波)算法实现,并与传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)和粒子滤波(PF)算法进行了比较。通过Monte Carlo仿真分析,表明基于水声传感器网络的目标运动分析方法充分利用了网络的优势和当前测量信息。这种方法对水下目标运动状态估计时,不仅降低了计算量而且表现出较高的估计精度。所得结论为水下传感器网络进行目标被动定位提供了参考。     

基于EKF的双站测向无源定位跟踪方法研究

对双站测向无源定位跟踪方法进行了研究,分析了双站交叉定位的基本原理,采用扩展卡尔曼滤波对三维空间中的机动目标无源定位跟踪问题进行了仿真分析。仿真结果表明,在假设的仿真条件下以及测向精度为0.001rad时,对机动目标定位跟踪的相对测距误差保持在2%以下,滤波跟踪效果良好,表明该方法对无源定位跟踪是有效的,对工程应用有一定指导意义。