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轨迹发生器的研究进展与展望

中国舰船研究 2024年第2期19卷 215-222页

作者：丁贤卞鸿巍王荣颖马恒海军工程大学电气工程学院湖北武汉430033

轨迹发生器是对惯性导航系统及其组合导航系统进行算法研究和仿真验证的重要工具之一。首先,通过梳理分析轨迹发生器在不同运载体的研究现状,概述理想型、数值算法型、数学模型型轨迹发生器的设计方法与主要思路;然后,归纳研究重点,对3... 详细信息

轨迹发生器是对惯性导航系统及其组合导航系统进行算法研究和仿真验证的重要工具之一。首先,通过梳理分析轨迹发生器在不同运载体的研究现状,概述理想型、数值算法型、数学模型型轨迹发生器的设计方法与主要思路;然后,归纳研究重点,对3类轨迹发生器进行仿真对比,分析3类轨迹发生器的特性和问题;最后,对轨迹发生器下一步的研究进行展望,为该领域的研究提供一定的思路。

关键词：轨迹发生器惯性导航组合导航模拟仿真

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面向实船运动特性的轨迹发生器设计

中国惯性技术学报 2024年第6期32卷 613-619,629页

作者：卞鸿巍胡耀金丁贤马恒王荣颖文者海军工程大学电气工程学院武汉430033

为提高轨迹发生器生成的仿真数据与实船运动状态的符合性,设计了一种面向实船运动特性的船舶轨迹发生器。利用GPR-DBSCAN算法,将实测数据识别分割成不同运动状态,再结合船舶运动学和动力学方程,建立了不同运动状态的船舶运动数学模型,... 详细信息

为提高轨迹发生器生成的仿真数据与实船运动状态的符合性,设计了一种面向实船运动特性的船舶轨迹发生器。利用GPR-DBSCAN算法,将实测数据识别分割成不同运动状态,再结合船舶运动学和动力学方程,建立了不同运动状态的船舶运动数学模型,并给出了姿态速度和位置(AVP)、惯性测量单元(IMU)数据生成算法。最后利用非线性回归辨识模型中的未知参数,完成船舶轨迹发生器的构建。仿真和实测数据验证结果表明,构建的船舶轨迹发生器与PSINS工具箱中的轨迹发生器相比,位置、航速和航向准确度分别提高了46.73%、6.91%和40.71%,更符合实船运动特性。

关键词：轨迹发生器惯性导航系统船舶运动模型辨识建模

基于Pcomm组合导航系统高效串行通讯技术实现

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系统工程与电子技术 2005年第1期27卷 66-68,166页

作者：卞鸿巍金志华田蔚风上海交通大学仪器工程系

为使组合导航系统串行通讯满足多通道、稳定、快速等多种特殊要求,在对常规WindowsAPI函数、多线程控制和异步OverlappedI/O等技术利弊分析的基础上,采用面向对象的程序设计方法,对MoxaPcomm函数库功能进行了分析和封装,建立了一种新的... 详细信息

为使组合导航系统串行通讯满足多通道、稳定、快速等多种特殊要求,在对常规WindowsAPI函数、多线程控制和异步OverlappedI/O等技术利弊分析的基础上,采用面向对象的程序设计方法,对MoxaPcomm函数库功能进行了分析和封装,建立了一种新的高速串行通讯类的通讯程序设计方法。该技术方法在Windows平台的组合导航系统设计中得到了有效的验证和应用,可使通用串行通讯程序的设计更加简便、紧凑、可靠和易于维护。

关键词：组合导航系统串行通讯面向对象

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船用平台式INS光学标校初始对准方法研究

系统仿真学报 2005年第11期17卷 2759-2762,2814页

作者：卞鸿巍金志华马恒上海交通大学信息检测技术与仪器系海军工程大学电气工程系武汉430033 海军工程大学电气工程系

为了解决航海型平台式惯性导航系统(INS)非自主式初始对准问题,建立了不同观测量条件下统一的INS初始对准方程。通过系统可观测性分析,得出增加外部姿态角的观测信息将有效提高INS平台失准角和惯性元件误差的估计能力的结论。设计出一... 详细信息

为了解决航海型平台式惯性导航系统(INS)非自主式初始对准问题,建立了不同观测量条件下统一的INS初始对准方程。通过系统可观测性分析,得出增加外部姿态角的观测信息将有效提高INS平台失准角和惯性元件误差的估计能力的结论。设计出一种独特的可测量低动态载体两维姿态的高精度光学测量系统(OCS)用以提高航海型平台式INS初始对准精度。建立OCS/GPS/计程仪(LOG)/INS初始对准卡尔曼滤波器,并进行了基于部分试验数据的数字仿真,与传统的基于位置和速度的GPS/LOG/INS初始对准方法相比,基于OCS的系统不仅缩短了对准时间,还有效改善了系统惯性元件的误差估计精度。

关键词：平台式惯性导航系统光学标校系统初始对准可观测性卡尔曼滤波器

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联合直接攻击弹药JDAM传递对准技术分析

弹箭与制导学报 2003年第4期23卷 68-71页

作者：卞鸿巍海军工程大学湖北武汉430033

联合直接攻击弹药JDAM系统是目前精确武器制导技术的代表。具有自主式、高精度、低成本、全天候的特点;在战场上发挥了重大的作用。利用机载主惯导信息对武器子惯导实施的传递对准技术是JDAM制导技术中的关键技术。文中在对JDAM系统组... 详细信息

联合直接攻击弹药JDAM系统是目前精确武器制导技术的代表。具有自主式、高精度、低成本、全天候的特点;在战场上发挥了重大的作用。利用机载主惯导信息对武器子惯导实施的传递对准技术是JDAM制导技术中的关键技术。文中在对JDAM系统组成、特点、精度分析的基础上,力图从技术实现的角度对JDAM传递对准技术中的算法选择、时间标记误差、强振动环境检测等重点问题进行深入研究;JDAM传递对准设计中所遇技术问题的解决思路对同类武器的研制可以有较好的技术参考。

关键词： JDAM 传递对准技术算法时间标记误差振动环境检测联合直接攻击弹药激光制导炸弹卡尔曼滤波器惯性导航系统

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航空摄影陀螺稳定平台

仪器仪表学报 2007年第5期28卷 914-917页

作者：许江宁朱涛卞鸿巍海军工程大学导航工程系武汉430033

本文采用3个二自由度挠性陀螺仪构成陀螺稳定平台,实现中等精度的电控罗经、高精度的方位水平仪和稳定平台等功能。陀螺稳定平台对飞机飞行条件依赖较小,能承受30 g冲击加速度,正常启动时间10 min,水平精度≤0．2°,方位漂移精度≤0．2... 详细信息

本文采用3个二自由度挠性陀螺仪构成陀螺稳定平台,实现中等精度的电控罗经、高精度的方位水平仪和稳定平台等功能。陀螺稳定平台对飞机飞行条件依赖较小,能承受30 g冲击加速度,正常启动时间10 min,水平精度≤0．2°,方位漂移精度≤0．2°/h,方位任意预置并连续显示,其整体技术性能优于LEICA公司PAV30型陀螺稳定平台。在北京地区、华中地区进行了5次不同高度飞行实验,精度满足航空摄影要求。

关键词：航空摄影陀螺稳定平台挠性陀螺仪

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基于等距圆的极球面投影距离量测方法

武汉大学学报（信息科学版） 2015年第11期40卷 1504-1508 1513,1513页

作者：温朝江卞鸿巍边少锋魏学通 92941部队海军工程大学导航工程系

研究了极球面投影海图上准确便捷地量测距离的方法。推导了极球面投影下大圆航线和等角航线的方程,形状分析表明极区宜采用大圆航线量测距离;根据极球面投影下直线的几何意义推导了其距离计算公式,距离差值分析表明可用直线代替大圆航... 详细信息

研究了极球面投影海图上准确便捷地量测距离的方法。推导了极球面投影下大圆航线和等角航线的方程,形状分析表明极区宜采用大圆航线量测距离;根据极球面投影下直线的几何意义推导了其距离计算公式,距离差值分析表明可用直线代替大圆航线准确量测距离;根据极球面投影上小圆线投影为圆的性质,提出了一种基于等距圆的准确便捷的距离量测方法,以满足极球面投影海图的极区导航应用需要。

关键词：极球面投影距离量测等距圆地图投影极区导航

基于高斯混合模型的光纤罗经误差概率分布建模

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系统工程与电子技术 2021年第6期43卷 1644-1650页

作者：胡耀金卞鸿巍王荣颖马恒海军工程大学电气工程学院湖北武汉430033

针对船用光纤罗经误差的概率分布不完全符合高斯分布的情况,提出了一种基于高斯混合模型(Gaussian mixture model,GMM)的光纤罗经误差概率分布函数(probability distribution function,PDF)建模方法。该方法使用多个高斯分布的线性叠加... 详细信息

针对船用光纤罗经误差的概率分布不完全符合高斯分布的情况,提出了一种基于高斯混合模型(Gaussian mixture model,GMM)的光纤罗经误差概率分布函数(probability distribution function,PDF)建模方法。该方法使用多个高斯分布的线性叠加来拟合光纤罗经误差的概率分布,并结合一种鲁棒性的期望最大化(expectation maximization,EM)算法来估计GMM中的参数。仿真分析和实测数据验证,相比于使用单一的高斯分布,基于所提方法建立的光纤罗经误差概率分布更加符合该导航设备误差的实际概率分布。

关键词：高斯混合模型期望最大化光纤罗经概率分布函数

基于船舶水动力的六自由度a&ω运动参数发生器

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系统工程与电子技术 2023年第6期45卷 1821-1827页

作者：卞鸿巍丁贤马恒王荣颖海军工程大学电气工程学院湖北武汉430033

针对传统轨迹发生器生成的轨迹和运动参数不符合实船特性问题,依据分离式结构模型六自由度船舶运动方程,分析不同运动状态的船体、桨、舵的水动力和力矩,推导静水条件下六自由度线加速度和角速度(a&ω)模型;提出以档位固联转速建立纵向... 详细信息

针对传统轨迹发生器生成的轨迹和运动参数不符合实船特性问题,依据分离式结构模型六自由度船舶运动方程,分析不同运动状态的船体、桨、舵的水动力和力矩,推导静水条件下六自由度线加速度和角速度(a&ω)模型;提出以档位固联转速建立纵向线加速度的二阶模型,用二阶系统的阻尼比和自然频率表示档位切换时船舶的加、减速性能;采取极大似然估计的递推算法辨识模型中的未知参数;基于某船的实测数据,验证该运动参数发生器的有效性,并评估仿真准确度。仿真结果表明,该发生器能够生成线加速度、角速度、姿态、速度、位置共计15维运动参数,且各运动参数的准确度在95%以上。

关键词：船舶水动力运动参数发生器线加速度角速度