摘要：在脉冲超宽带定位系统中,时钟频率偏移是影响测距和测角精度的重要因素;针对复杂多径下频偏估计精度低的问题,设计了一种适应复杂多径环境的脉冲超宽带自适应频偏估计算法;首先,借助脉冲超宽带信号的抗多径优势,将实时估计的信道脉冲响应作为自适应匹配滤波模板,以保证复杂多径下相关峰的准确提取;利用相关峰辐角信息得到前导符号的相位序列;再使用贝叶斯估计算法提高频偏估计精度;在IEEE 802.15.4a标准CM1、CM2多径信道下进行仿真,仿真结果表明,低信噪比情况下,频偏估计精度保证在0.2 ppm以内;在巷道环境实验结果表明,50 m范围内频偏估计标准差在0.06 ppm以内;实现了复杂多径环境下高精度频偏估计,具有较强的实用性。

摘要：超宽带(UWB)技术以其大宽带、低功率、高精度等优点广泛应用于室内定位。然而其本质上是一种通信信号体制,复杂环境下组网困难,所以UWB系统在复杂地下环境中仍有挑战。为此该文在UWB标准信号体制的基础上提出了导航增强型超宽带(Hnav-UWB),通过优化通信信息的冗余度简化帧结构,同时降低脉冲发送频率增加单个脉冲的能量,采用改进的跳时二进制相移键控(TH-BPSK)调制方式提高了信号的多用户和抗多径能力。另外,该文设计了动态重构节点网络适应复杂环境,该网络没有主从节点之分,通过双向测距获得两两距离,根据多维尺度变换(MDS)算法自建相对位置坐标,根据分布式协作定位(DCL)算法提高精度,最后根据最小二乘(LS)法利用某已知点在地图的位置进行地图匹配。基于自建的脉冲超宽带(IR-UWB)仿真系统试验,结果显示相同条件下Hnav-UWB的误码率比对照组降低10倍,定位精度提升3倍。经1000次蒙特卡罗模拟,动态重构网络匹配准确率达95%。

摘要：纯追踪算法是无人驾驶领域中常用的路径跟踪算法,其中预瞄距离的选择影响着路径自主跟踪的精度。针对实际车辆时滞导致理论最优预瞄距离与实际最优预瞄距离不符的问题,提出了一种基于时滞补偿的纯追踪控制预瞄距离优化方法。首先,基于时延和迟滞对传统模型的影响,更新时滞车辆模型;其次,设计了一种改进樽海鞘优化算法对预瞄距离进行优化,研究不同车辆速度下最优预瞄距离配置,得到了仿真平台下最优预瞄距离和速度的一次线性关系式;最后,在实际车辆平台上,对所提优化方法进行了实验验证。实验结果表明:相比于传统模型,加入时滞补偿所得最优预瞄准确率提高了67.55%。

摘要：天问一号是中国首次独立开展的行星际探测任务,实现了对火星的环绕、着陆、巡视探测。天问一号正常科学任务阶段环绕以极轨设计为主,与历史火星任务类似,对当前火星重力场模型精度改进有限,因此其拓展任务轨道选取至关重要。通过对极轨圆轨道和近赤道大偏心率轨道进行仿真模拟,分析两种典型轨道构型对现有火星重力场模型改进的可能性,基于不同误差考量仿真解算了对应6个重力场模型。借助重力场功率谱分析,发现在测量噪声为0.1 mm/s的情况下,不论采用极轨还是近赤道轨道,一个月的跟踪数据均可较好地反演出42阶次的火星重力场模型;考虑综合误差影响之后,发现两种轨道对于重力场解算精度类似,其中实施近赤道大偏心率轨道对35阶次以上约束略强。

摘要：针对无人机集群导航规划算法和策略问题开展研究,在分析传统航迹规划方法和经典粒子群算法基础上,提出了一种无人机集群云端协同导航控制算法.对机上部分的粒子群智能导航算法进行优化,设计后台部分的混合群智能导航规划算法并进行优化改进.仿真和实际测试验证表明:该方法正确可行,可提高无人机集群导航规划解的优质性.对比其他导航规划方法,该方法在无人机集群导航方面具有明显优越性.

摘要：近年来,随着全球卫星定位技术的不断提高与完善,位置服务相关产业已成为全球发展最快的科技产业之一。但在室内、地下等全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)信号遮挡环境下,无法实现精准连续定位,很难构建出一种室内外连续高精度位置服务系统。基于北斗微基站室内外无缝定位技术构建的北斗冬奥应用系统,已服务于2022北京冬奥会张家口赛区国家跳台滑雪中心,为比赛期间冬奥会场馆内外工作人员提供了在线实时定位、导航和授时等高精度位置服务,为冬奥会现场指挥管理中心提供了人员设备位置监视、场馆安全态势和应急救援调度服务支持,完成了中国北斗在冬奥场馆的大规模、高精度、高水平应用。全面介绍该北斗冬奥位置服务平台的设计架构、关键技术以及服务能力,为室内定位产业化推广和大范围应用提供思路。

摘要：低轨道地球卫星(LEO)具有相对地面几何构型变化快、播发信号链路损耗小等优点.随着低轨卫星载荷研制与发射成本的逐渐降低,低轨卫星导航增强技术成为当前卫星导航领域的研究热点.目前国内外的低轨导航增强技术研究均处于起步阶段,没有成熟的低轨卫星导航星座,缺乏有效的低轨导航增强系统的服务性能验证手段.文中开展对低轨导航卫星轨道外推方法、低轨卫星信号捕获跟踪技术的研究,设计构建低轨导航增强系统半物理仿真平台.在仿真平台的基础上对北斗/低轨增强系统组合应用的高精度快速精密定位方法进行验证,实现了精密单点定位(PPP)的快速收敛且具有较高的内符合精度,对于低轨卫星导航增强系统的建设与应用具有一定的科学与工程价值.

摘要：针对传统的行人航位推算(Pedestrian Dead Reckoning,PDR)算法无法适应目标在不同运动状态下的可靠定位问题,设计并提出了一种基于深度学习进行人类活动识别(Human Activity Recognition,HAR)辅助PDR的定位方法。在离线阶段使用Wavelet-CNN深度学习网络对智能手机内置MEMS传感器数据进行预处理和训练,得到HAR模型。在线实时定位阶段,基于HAR模型识别目标不同运动状态并自适应地调整行人步数检测及步长估计算法。在智能手机上实现了基于HAR辅助的PDR算法,并在试验环境下开展了大量的测试验证。实验结果表明,提出的基于深度学习进行HAR辅助PDR的定位方法能够准确识别多种复杂的人类运动状态,识别精度高达99.50%。同时,较先进PDR步数识别算法准确率提高了10.94%,最大定位误差降低约16.2%,验证了所提算法的有效性。

摘要：基于多传感器融合定位平台,采用误差互补的卡尔曼滤波或误差优化方法是解决室内外无缝定位的主流手段。但是,在缺乏先验地图的城市峡谷和山区等遮蔽、半遮蔽环境,应急救援车载定位系统仍然面临频繁失效问题。基于此,提出了一种基于约束优化的多传感器车载室内外定位方法,设计联合GNSS/IMU/激光雷达的多源融合定位系统,在状态更新模型的基础上,分析了车辆连续起伏过程受力方程约束低成本MEMS高程震荡,设计引入RTK解析状态监测评估约束GNSS可用性,提出联合各传感器误差约束构建集束调整优化方程;分别进行室内、城市和山区场景的实时车载定位测试。实验结果表明,该方法可实现亚米级室内定位和车道级室外定位。

摘要：针对无人机执行多目标侦察任务的航线规划问题,提出一种改进粒子群算法结合高斯伪谱法的分层航线规划方法.设计改进粒子群算法进行航线预规划,针对传统粒子群优化算法收敛速度慢、易陷入局部最优的问题,通过引入混沌映射初始化和自适应参数调整策略,加快算法收敛速度,提升解的最优性.在此基础上,结合最短路求解策略,完成对侦察任务的时序排列,得到可执行的最优侦察任务方案,进而为提升侦察航线的精确性和可控性,基于高斯伪谱法进行航线再规划.引入航线预规划结果作为初值猜测,进一步提升算法的效率和准确性.最后在复杂环境下进行无人机侦察航线仿真分析,结果表明所设计算法能够快速生成任务执行方案与高精度侦察航线,符合军事无人机执行侦察任务的工程应用.