摘要：城市峡谷环境中卫星信号遮挡严重且质量易变,导致智能车的定位易失准甚至失效。为有效利用可观测的卫星信号,提出了一种基于可视卫星的GNSS/INS融合定位方法。首先,利用鱼眼相机筛选视距卫星,进而基于正交回归拟合方法定义空视情况优劣;接着,构建基于因子图的GNSS/INS融合定位框架,考虑到观测的不稳定性,分别构建了伪距、多普勒频率、载波相位观测因子,并在满足观测条件时增添对应的约束因子进行优化;最后,设计了基于空视情况的区间优化规则,优化长度跟随遮挡区间变化,以适应不同的遮挡情况。实车实验表明,相比传统的多传感融合方法,本文的多阶段定位方法在严重遮挡区域内定位精度提高了40%以上,有效提高了城市峡谷中的定位精度。

摘要：针对复杂水下环境中基于捷联惯性导航系统/多普勒计程仪(SINS/DVL)组合导航系统受干扰导致定位精度下降的问题,提出一种自适应粒子群优化的SINS/DVL组合导航方法。首先,针对模型中方差估计不一致问题,构建了基于状态变换原理的SINS/DVL导航模型;其次,考虑到复杂水下环境中基于卡尔曼滤波的噪声难以估计问题,构造粒子滤波适应度函数,并设计了一种自适应粒子群优化算法;最后,对所提方法进行了仿真实验和湖试实验。实验结果表明:所提方法可以解决复杂水下环境中SINS/DVL组合导航系统受干扰导致定位精度不高的问题。相比于卡尔曼滤波方法、Huber鲁棒滤波方法,所提方法的水平位置误差最大值分别减少了49.56%和41.20%。

摘要：针对大杆臂或高挠曲条件下杆臂长度不确定性引起的速度匹配误差问题,引入了H∞滤波技术.首先,在力学补偿法的基础上,利用标称杆臂构建杆臂效应量并进行补偿.然后,将不确定性杆臂引起的杆臂效应误差量纳入量测噪声,利用H∞滤波的鲁棒性对能量有限的不确定性量测噪声进行抑制,并给出了滤波器的递推算法.最后,以大型舰船主/子惯导传递对准为例,仿真比较了传递对准中使用真实杆臂与标准Kalman滤波、标称杆臂与标准Kalman滤波、标称杆臂与H∞滤波3种方案的处理效果.仿真结果表明,在杆臂长度存在挠曲变形时,采用H∞滤波可以有效提高传递对准的精度.

摘要：分析杆臂效应的产生机理,指出杆臂效应是影响传递对准精度的重要因素。常用的力学补偿法要求准确测量杆臂长度以构建杆臂效应分量。而工程应用中,尤其是大杆臂条件下,载体柔性的增加使得杆臂长度成为一个时变参数,无法通过预先测量的方法获取。针对杆臂长度的精确实时获取问题,提出将杆臂长度误差增列为系统状态矢量进行在线估计,详细设计了相应的滤波器。可观测度分析表明杆臂长度误差的可估计性,不同运动方式下杆臂长度误差的可观测度以及估计效果表明载体高频、大幅度的角运动可提高杆臂长度误差的估计精度、提高其可观测度、缩短其估计时间。以舰载主/子惯导传递对准的仿真结果表明该方法对杆臂长度误差估计的均值与方均差可精确到厘米级。

摘要：以舰载主/子惯导传递对准为研究对象,分析了传递对准中大杆臂给杆臂长度与子惯导速度带来的影响。针对大杆臂条件下杆臂长度不确定性增加的问题,提出了将杆臂长度误差增列为系统状态向量进行精确估计,并设计了滤波器。针对大杆臂条件下,子惯导天向通道的精确计算需求,提出主惯导在子惯导安装位置处的伪观测量构造算法。仿真结果表明了该滤波算法可以精确的估计杆臂长度,保证子惯导天向通道的计算精度。

摘要：分析双网卡冗余的功能需求,设计基于VxWorks环境的双网卡智能冗余方案。通过对网卡连接状态、通信可靠性以及稳定性监控分析,决定是否进行网卡的主动切换。针对基于UDP无连接通信的特点,指出在双网卡冗余设计中,应根据目标网络通信节点变化情况,决定是否进行网卡的随动切换,以增强通信的可靠性。测试结果表明了该方案的可靠性与正确性,其切换时间可提高至ms级。

摘要：从旋转过程出发,分析指出经典的双轴转—停—转方案中停位过程带来的误差振荡;从结构角度出发,分析指出经典的双轴旋转方案中旋转框架的存在带来的耦合误差以及机械电气设计加工难度;提出了基于单轴旋转组合的双轴旋转方案,两个分别水平与垂直安装的单轴旋转装置的连续旋转避免了停位过程的存在,机械结构保证了两旋转轴的垂直度,避免了旋转过程中的耦合误差。仿真比较了经典双轴旋转调制、基于单轴旋转组合的双轴旋转调制两种方案。仿真结果表明,在本文的仿真条件下,基于单轴旋转组合的双轴旋转调制相较于经典双轴调制,两者系统误差相当,但随机误差减小了约20%。

摘要：针对舰载环境下,主/子惯导组合中主、子惯导间的挠曲变形问题,设计了H?滤波算法。算法将主、子惯导间的挠曲变形作为一种能量有限的量测噪声,通过H?滤波对不确定噪声的鲁棒性来保证滤波精度。在经典的"速度+姿态"匹配方法的基础上,仿真比较了:1)方案一,已知挠曲变形时的标准Kalman滤波算法;2)方案二,未知挠曲变形时的标准Kalman滤波算法;3)方案三,未知挠曲变形时的H?滤波算法。仿真误差曲线直观表明:基于H?滤波算法可以在未知挠曲变形时有效提高组合精度;统计结果表明:滤波方案三得到的姿态与速度的系统误差、随机误差均与理想条件下的方案一相当;相较于方案二,滤波方案三得到的姿态与速度的系统误差至少可减小40%,随机误差至少可减少15%。

摘要：针对近海底作业的深海载人潜水器(HOV),提出了一种经济可行的组合导航算法。该算法利用HOV搭载的多普勒测速仪、捷联罗经构成航位推算(DR)系统,结合超短基线(USBL)水声定位系统提供的位置信息设计了一个四维卡尔曼滤波器构成DR/USBL组合导航系统。考虑到USBL实测定位数据中包含大量野值和少量缺失值,设计了一种利用DR辅助USBL的在线数据清洗方案,该方案具有较强的鲁棒性,能够为DR/USBL组合导航系统提供连续一致的量测数据。基于海试数据的半物理仿真结果表明,DR/USBL组合导航系统能够有效地融合2个系统的优点,输出更平滑精度更高的位置信息,定位误差不超过25 m。

摘要：针对无人艇进行海面监测、海难搜救等具体任务需求,以现有小型舰船及动力操控设备为基础,设计并实现了一种水面无人艇导航与控制遥控系统。系统中路径规划/航迹监控模块可根据基站先验地理信息的路径规划及预设极限可航范围监控航行轨迹;危险评价/操控决策模块对雷达跟踪数据及AIS参数的实时分析,获取艇周目标与无人艇的碰撞危险评价,给出无人艇试操纵避让方案;信息交互模块利用4G网络通信技术实现艇上传感器与遥控系统间的数据交互;艇载工控机终端响应模块在收到指令后,仿云台控制利用PELCO-D协议驱动艇上车舵设备。基于某江域的试验结果表明,控制基站与艇数据交换可靠,艇车舵系统能有效响应遥指令。