摘要：针对工程车辆在变电站环境下单一导航模式无法提供精确稳定的定位信息问题,文章围绕全球卫星导航系统/惯性导航系统(global navigation satellite system/inertial navigation system,GNSS/INS)定位原理,详细给出GNSS/INS松组合模型和卡尔曼滤波算法,研发高动态、低成本的GNSS/INS组合导航终端设备,并以2022年3月在江苏省虞城(姑苏)换流站GNSS和GNSS/INS数据为例,比较分析工程车辆静止、运动状态下GNSS和GNSS/INS组合导航定位模式下车辆的点位、姿态角偏差值大小,分析其是否满足作业要求。结果表明提出的GNSS/INS组合模型及其算法数学模型简单、易于程序设计;研发的GNSS/INS终端设备成本低、效率高;车辆在运动状态下组合导航的位置误差要小于GNSS状态下的3 cm,航向角误差小于0.5°,且系统在静态情况下比动态情况下有较高的定向精度。该文的系统设计可以满足变电站工程车辆生产作业的需要,也为变电站环境下高精度、高可靠性的工程车辆导航提供借鉴和参考。

摘要：针对旋转载体因旋转表征方式不同出现姿态解算诱导误差问题,通过分析旋转特点,提出两轴旋转表征方法。定义锥形运动的姿态角,建立角运动方程及姿态解算方程,并给出与常规姿态角的关系式,仿真分析不同表征方式的角速度和姿态解算的差异,并通过试验设计进行对比验证。综合仿真和实验结果表明:在相同的锥形运动条件下,两轴旋转表征方法与三轴旋转表征方法的差异随着锥形运动条件的恶劣而变大,但两轴旋转表征方法解算姿态误差较小,因此采用两轴旋转表征方法更为有效。该表征方法不但为旋转载体的抑制姿态误差提供理论基础,还能为攻角和侧滑角测量提供新思路。

摘要：针对短时遮蔽空间环境下,车载卫星导航系统多路径效应与信号衰减严重、粗差与周跳发生频繁,导致组合导航精度和鲁棒性降低的问题,提出了一种基于自适应因子图的车载GNSS/INS组合导航方法。首先构建GNSS/INS因子图模型,以INS为导航主系统,用GNSS因子对INS进行辅助修正,再根据GNSS测量的残差设计权重函数,进行自适应调整GNSS因子所占的权重,可有效抑制GNSS传感器随环境变化造成的发散误差,进而降低因GNSS定位误差过大对组合导航精度和鲁棒性的影响。最后通过搭载跑车实验进行对比验证,与传统基于因子图的组合导航方法相比,自适应因子图组合导航方法的定位均方根误差和最大误差分别降低了70.01%和55.31%。结果表明,所提方法定位精度更高、鲁棒性更好。

摘要：针对高旋弹数据分析与存储的实时性、小空间、低功耗、大容量要求,设计适用于高旋弹用实时数据处理与存储系统;并提出一种数据处理与存储方法,实现了常规炮弹在飞行过程中的传感器数据实时处理与获取。首先针对高旋弹工作环境与数据采集过程进行分析,确定数据处理与存储需求;结合需求,利用Cortex-M7与FPGA的双核心架构配以外部并行高速ADC,实现传感器信号的采集与处理,利用高速FMC总线控制大容量片外FLASH,实现处理数据的存储,在此硬件基础上,提出了同步高速数据采集与存储方法。通过高速转台地面试验和实弹飞行验证了系统功能的正确性,其对常规炮弹弹道环境力以及制导化研究具有很大的应用价值。

摘要：跨域飞行器由于工作环境复杂多变,在飞行过程中运动参数受瞬态冲击影响较大,导致导航精度降低且难以稳定控制。针对瞬态冲击导致跨域飞行器难以获取准确运动参数的问题,本文研制了一种基于大小量程加速度计组合的惯性导航装置,并提出了一种大小量程加速度计切换策略,利用巴特沃斯滤波器对采集的数据进行滤波处理,通过预设阈值的累计和控制图算法和自主可变滑动窗口实现对冲击点的检测,并采用分段式线性插值方法保证了数据的同步性,最后通过模拟仿真和跌落台试验对本文所提出的切换策略进行试验验证,试验结果表明,分段式线性插值方法的估计误差不超过0.6 g,并在小量程加速计测量值饱和后,切换至大量程加速计的测量值,满足了实时切换的要求,进一步证明该惯性导航装置及大小量程切换策略可应用于飞行器进行跨域试验。

摘要：针对蛇形机器人采用的循环抑制CPG模型,为解决CPG控制模型中参数整定效率低、不稳定的问题,阐述基于CPG模型的蛇形搜救机器人控制系统总体方案的设计,提出一种基于遗传算法的CPG控制模型参数优化方法,实现链式CPG网络的节律输出。仿真实现蛇形搜救机器人各关节控制信号的有效输出,仿真结果表明,该方法具有高效、准确、稳定等优点,可有效应用于蛇形搜救机器人的步态控制。

摘要：金属壳谐振陀螺是振动陀螺的一个重要分支,其敏感结构为金属制成的壳体,称为金属谐振子,当谐振子随载体旋转时,哥氏效应引起敏感结构振型的"移动"是其对"旋转"敏感的基本表现形式。金属壳谐振陀螺不仅具有传统陀螺的惯性品质,而且具有能够抗高过载、量程大的特点,这是其他类型陀螺所不具备的。本文综述了金属壳谐振陀螺的研究进展,从设计思想、理论建模、结构设计、信号处理等方面进行了讨论,并指出了金属壳谐振陀螺的发展趋势。

摘要：针对全金属固态振动陀螺核心部件谐振子的品质因数特性展开研究,提出利用多物理场有限元仿真分析全金属固态振动陀螺谐振子品质因数的方法。采用多物理场有限元仿真软件,对材料、结构等参数与振子品质因数的关系进行了分析,对仿真结果基于多结构参数优化振子结构,优化后振子体积为Φ17 mm×14 mm。经仿真,在真空、常温条件下,振子驱动和检测模态的品质因数分别为44,497与43,874。通过精密成型技术加工出振子实物,在实验室大气环境、常温条件下搭建测试系统,经测试加工,振子品质因数为12,075。考虑振子加工误差和大气环境影响,测试结果满足设计要求,验证了仿真分析能够满足结构设计需求,为之后的谐振子频率裂解抑制和全金属固态振动陀螺样机的研制奠定基础。

摘要：针对高旋制导弹药高转速难以精确测量问题,设计了一种基于地磁传感器的转速测量装置,测量装置主要采用了HMC1053三轴地磁传感器和STM32H753 ARM芯片来完成转速测量功能。根据地磁传感器输出信号特性,利用过零点检测方法对转速信号的时域特性进行了仿真和分析,分别采用短时傅里叶变换和连续小波变换方法对转速信息的时频特性进行了仿真分析和对比,结果表明采用连续小波变换方法得到的频率分辨率更高,求解的转速精度更高。最后通过机床转速试验及弹载飞行试验进行验证,机床转速试验解算的转速最大误差为0.011 3 r/s,试验结果表明了转速测量方法的可行性,为高旋制导弹药的导航和制导技术提供相关的支持,具有一定的工程应用价值。

摘要：针对行人复杂多变的运动形式给室内定位带来较大偏差的问题,提出了一种基于加速度时域特征的行人运动分类方法,并利用分类结果进行室内行人三维定位。利用垂直加速度的变化规律将加速度信号划分为连续的单步信号,计算单步周期内加速度信号的时域特征,基于BP神经网络和支持向量机设计一种二分树结构的分类器。经大量人员运动实验验证,该分类器对走、跑,上下楼梯3类运动形式的分类准确率接近100%,上、下楼梯的分类准确率为95%;在行人运动形式确定的情况下,利用不同的步长模型和航向信息进行室内三维定位,定位误差为1.5 m。