摘要：分别采用两种脉冲序列,对由两个自旋1/2粒子组成的四能级量子系统进行最大纠缠态的制备.基于部分受激拉曼绝热通道技术,设计了半反直觉脉冲序列;同时设计了基于面积控制的π脉冲控制序列.通过系统仿真实验,在参数选取对纠缠态制备性能影响分析的基础上,详细地给出了纠缠态制备中各个参数的优化过程,包括不同参数对纠缠态制备过程中系统几率影响的分析,纠缠态制备最佳参数的选取,以及制备系统最大纠缠态或贝尔(Bell)基态控制参数值的确定.

摘要：基于星光折射的新型天文导航方法具有自主性强、导航精度高的特点,在航空航天领域受到了广泛关注。然而,当星光穿过高超声速飞行器外的复杂流场时会发生气动光学效应,导致星光传播方向发生偏折,引起星光矢量测量误差进而影响天文导航的精度。传统基于拟合模型的星光偏折预测法利用数据拟合星光偏折角模型用于预测补偿,这种方法忽略了星光偏折的物理过程,对用于拟合的数据精度以及数据量要求高,能取得的精度有限。针对这一问题,本文提出了一种基于解析计算结果的高精度气动光学星光偏折预测方法。通过分析气体通过锥面激波后的流动规律,基于PSO-BP网络构建了流场的密度代理模型。通过分析星光在流场中发生偏折的机理,综合考虑了激波以及激波后流场对星光传播的影响,建立了一种精确的星光偏折角模型。进一步结合密度代理模型与星光偏折角模型设计了气动光学星光偏折预测方法,以实现对星光偏折的高精度预测与补偿。仿真结果表明,相比于传统的数据拟合模型预测法,所提方法能对星光偏折角实现亚角秒级别的高精度预测,能补偿80%以上的气动光学效应所导致的星光偏折,并且能大幅简化预测模型的构建过程,具有较高的适用性和工程应用价值。

摘要：为缓解L频段卫星导航信号日趋拥挤的问题,国际电联(ITU)将5 010~5 030 MHz的C频段分配给导航业务,客观上使L与C频段联合导航成为可能。调制方案是导航信号体制设计中的关键环节,设计一种能满足各波段要求的通用调制方案,可有助于降低多频终端的复杂度,加快多波段联合导航的实用化进程。本文针对北斗(BDS)B3信号的频点分布,设计一种L和C频段的双频组合模型,提出将连续相位调制(continuous phase modulation,CPM)作为上述频段的通用调制方案。仿真结果表明:相比于现有调制方案,CPM具有较高的频谱利用率,在码跟踪精度、抗多径、兼容性方面有一定的优势,可满足C频段严格的兼容性约束条件,使各波段中通用信号设计成为可能,为未来北斗卫星导航信号调制方案的设计提供新思路和可行性论证。

摘要：多飞行器编队的多重作业能力强、可靠性高、整体效率高,是未来航空领域发展的重要方向,而高精度的相对导航是实现多飞行器编队飞行的关键。为了实现高精度相对导航,现有方法通常采用增加导航传感器种类或提高导航传感器测量精度的方式提升相对导航精度,但这不仅导致相对导航系统成本和体积的增加,而且会导致系统复杂性的增加。为此,本文从编队整体的几何拓扑结构出发,建立编队几何拓扑约束模型,并将其引入对相对惯导误差的估计中,提出一种基于几何拓扑约束的协同相对导航方法。所提方法通过引入整个编队的几何拓扑信息,能够在不增加导航传感器配置的前提下提升相对导航精度。在此基础上,设计得到一种多飞行器高精度协同相对导航方案。仿真结果表明,所提方法具有比现有方法更高的相对导航精度,其相对定姿、相对定位和相对测速的误差均方差分别减少了66.48%、48.73%和69.53%以上,可以实现多飞行器之间高精度的相对导航。

摘要：随着对高精度长航时惯导系统性能要求的提升,重力扰动已成为惯导系统的主要误差源,能否对其进行有效补偿是提升导航精度的关键因素。传统基于球谐模型的补偿方法无法反映地球重力场的细节信息,对中短波重力扰动分量补偿效果不佳;传统状态估计法中马尔科夫状态模型对长波重力扰动分量描述精度较差,因此对长波分量的补偿效果不佳。以上方法均无法对波段较宽的实际重力扰动进行精确补偿,针对这一问题,本文设计了一种综合利用球谐模型与多传感器信息融合的高精度重力扰动补偿方法。该方法一方面利用低阶球谐模型对长波重力扰动分量计算精度较高的特点,对长波分量进行补偿;另一方面利用捷联惯导/激光多普勒测速/气压高度计构成完全自主的组合导航系统,将残余的中短波重力扰动分量建立为高精度的马尔科夫模型,从而实现对中短波分量的状态估计与补偿。仿真结果表明,所提出的重力扰动补偿方法可有效改善重力扰动估计效果,进而实现高精度的重力扰动补偿,具有较高的导航精度。

摘要：近地空间飞行器所搭载的星敏感器易受地气光影响,导致星点提取精度较低进而影响天文导航的精度。针对这一问题,本文提出了一种高精度的抗地气光星图预处理算法。通过分析地气光的传播机理,建立地球大气散射以及地表反射模型,构建了一种精确的地气光辐射强度模型。通过分析星敏感器像面上局部范围内所接收地气光的传输路径与像素坐标之间的关系,对辐射强度模型进行变换得到了局部邻域内的地气光背景灰度模型,进而利用背景估计法实现对地气光影响下的杂散光背景的精确估计与补偿。最后,通过仿真以及实拍星图对算法性能进行验证,结果表明所设计算法能有效提升星图信噪比以及质心提取精度,并且具有较好的抗干扰能力。

摘要：高精度的协同导航是实现多飞行器编队飞行的关键,而编队构型是影响协同导航定位精度的重要因素。为了实现高精度的协同导航,建立了多飞行器协同导航系统模型,分析了编队构型及其动态变化对协同导航定位精度的影响,确定了使系统完全可观测的编队构型;进而,基于系统可观测度分析方法建立了协同导航定位精度评价模型,得到了多飞行器协同导航最优编队构型。仿真结果表明,相较于采用非最优编队构型,采用最优编队构型时的定位精度可提高75%以上,有效提升了编队飞行器的协同导航定位精度。

摘要：惯性/天文组合导航具有自主性高、抗干扰能力强的优势,在弹道导弹、空天再入式飞行器的导航任务中具有重要的应用价值。在传统惯性/天文组合导航系统中,惯导提供的数学地平误差随时间发散,导致天文定位精度逐渐降低,进而造成惯性/天文组合导航系统长时间工作时定位精度严重发散。为此,本文给出了惯导系统提供数学地平的机理,分析了数学地平精度与天文定位误差的耦合关系,建立了惯导误差与数学地平精度的关系模型,提出了一种高精度数学地平获取方法;在此基础上,设计了一种基于高精度数学地平的惯性/天文组合导航方案。利用高精度数学地平获取天文观测角,引入高度计获取不随时间发散的高度信息,实现了对组合导航误差的全面估计与校正。仿真结果表明,与传统方法相比,所提方法通过抑制数学地平误差发散,能够显著提高组合导航精度,满足再入式飞行器长时高精度导航的需求。

摘要：多飞行器编队的多重作业能力强、可靠性高、工作效率高,是未来航空领域发展的重要趋势。连续高精度的相对姿态信息对编队队形的保持或重构必不可少,这对相对定姿的精度和连续性提出更高要求。为了提高相对定姿精度和连续性,设计了一种基于陀螺仪/BDS的相对定姿方案。采用BDS差分技术消除了载波相位中的公共误差,利用高精度双差载波相位进行量测更新,提高了相对定姿的精度。同时,基于飞行器之间的相对姿态模型,利用陀螺仪测得的角速度进行一步预测,解决BDS不可用时无法得到相对定姿结果的问题,提高了相对定姿的连续性。仿真验证表明,所设计方案不仅可以实现高精度相对定姿,并且在可用星少于四颗时仍具备较高精度的相对定姿能力,能够满足多飞行器编队对相对定姿精度和连续性的要求。

摘要：为满足武器发射车辆对车载导航系统自主性、精确性和可靠性的要求,设计了一种RSINS/里程计容错组合导航方案。首先,在对里程计不同量测信息特点分析的基础上,建立了基于里程增量匹配方式的RSINS/里程计组合导航系统模型。其次,根据对RSINS/里程计组合导航系统模型的可观测性分析结果,建立了一种可观的RSINS/里程计组合导航系统模型,并针对车辆行驶过程中里程计可能发生的量测信息不可用问题,设计了一种基于序贯卡尔曼滤波的RSINS/里程计容错组合导航信息融合方案。最后,通过仿真验证表明,RSINS/里程计容错组合导航方案能够保证组合系统的导航精度和可靠性。