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基于边缘采样UKF滤波的捷联惯导初始对准方法

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中国惯性技术学报 2014年第5期12卷 612-618页

作者：李方能许江宁亓洪标海军工程大学电气工程学院武汉430033

设计了基于四元数的捷联惯导非线性初始对准模型,同时指出该模型仅仅是姿态误差四元数和速度误差的非线性函数,而对于惯性器件误差而言则是线性的。针对该模型的部分线性特性,设计了基于边缘采样的UKF滤波算法,该算法仅对状态量中的非... 详细信息

设计了基于四元数的捷联惯导非线性初始对准模型,同时指出该模型仅仅是姿态误差四元数和速度误差的非线性函数,而对于惯性器件误差而言则是线性的。针对该模型的部分线性特性,设计了基于边缘采样的UKF滤波算法,该算法仅对状态量中的非线性子集进行采样,因此对于部分线性模型而言,该算法在不损失滤波精度的前提下能够有效降低算法计算量。仿真及车载实测数据实验表明所研究的初始对准模型和相应的滤波算法是有效的,而且较传统方法具有明显的计算量方面的优势;在达到相同对准精度的前提下,所设计算法的计算量较传统算法降低了52%。

关键词：捷联惯导初始对准 UKF 边缘采样

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BDS/GPS新型铷原子钟长期特性分析

中国惯性技术学报 2023年第5期31卷 452-461页

作者：李方能梁益丰许江宁吴苗海军工程大学电气工程学院武汉430033

铷原子钟具有体积小、功耗低等显著优势,被广泛应用于导航卫星。基于星载铷钟技术发展迅速、BDS和GPS新型铷钟性能尚未得到全面分析的研究现状,对两大系统自2017年后发射的16颗星的铷钟进行了长期特性分析。以GFZ中心提供的BDS精密钟差... 详细信息

铷原子钟具有体积小、功耗低等显著优势,被广泛应用于导航卫星。基于星载铷钟技术发展迅速、BDS和GPS新型铷钟性能尚未得到全面分析的研究现状,对两大系统自2017年后发射的16颗星的铷钟进行了长期特性分析。以GFZ中心提供的BDS精密钟差和IGS中心的GPS最终钟差产品为数据基础,根据卫星钟工作原理确定了各表征部分的分析方法。系统特性方面,通过最小二乘拟合计算了卫星钟的短中期漂移率与频率准确度;随机特性方面,对逐日拟合残差序列进行了计算与长期变化趋势分析,通过重叠Hadamard偏差计算了卫星钟稳定度,分析了不同时段的主导噪声类型;周期特性方面,利用频谱分析方法计算了卫星钟长期表征的主周期项,综合轨道误差和运行等因素分析了周期项可能原因。结果表明:BDS/GPS新型铷原子钟的频率准确度达到10-12量级,秒漂和日漂分别达到10^(-19)和10^(-14)量级,万秒稳定度介于1.82×10^(-14)~2.98×10^(-14)之间,天稳定度普遍达到10^(-15)量级,逐日拟合残差精度达到0.1 ns~0.2 ns;所有卫星钟差序列周期特性显著,前三个主周期近似为卫星轨道周期的1倍、2倍和3倍左右。

关键词：北斗卫星导航系统全球定位系统卫星原子钟频率稳定度频率准确度

惯性/重力组合导航可观测性分析及鲁棒滤波方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第11期49卷 2113-2121页

作者：毛宁李安许江宁覃方君李方能海军工程大学电气工程学院湖北武汉430033

为了满足水下航行器对于长航时、高精度和高隐蔽性的导航定位需求,提出一种基于自适应鲁棒的桑迪亚惯性地形辅助导航(Sandia inertial terrain-aided navigation,SITAN)算法的惯性/重力组合导航方法。首先建立了惯性/重力组合导航系统... 详细信息

为了满足水下航行器对于长航时、高精度和高隐蔽性的导航定位需求,提出一种基于自适应鲁棒的桑迪亚惯性地形辅助导航(Sandia inertial terrain-aided navigation,SITAN)算法的惯性/重力组合导航方法。首先建立了惯性/重力组合导航系统的数学模型,然后对系统的可观测组合状态进行了分析,研究可用于SITAN匹配算法的系统状态变量,最后通过比较滤波过程中新息协方差矩阵的递推值与计算值之间的差异,设计了一种新型的补偿因子,并提出了自适应鲁棒的SITAN匹配算法。分别选取了3片不同海域进行长航时仿真试验,结果表明,传统SITAN算法均无法完成长航时稳定的匹配导航;与基于Sage-Husa自适应滤波的SITAN算法相比,所提改进算法位置误差的均值和标准差平均提高15.2%和41.4%,提高系统定位精度的同时,增强了系统的鲁棒自适应能力。

关键词：重力匹配导航可观测性分析桑地亚惯性地形辅助导航鲁棒滤波算法

基于鲁棒双参数指数平滑法的BDS卫星钟差预报

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中国惯性技术学报 2024年第7期32卷 645-653页

作者：李方能梁益丰许江宁吴苗朱兵海军工程大学电气工程学院武汉430033 北京跟踪与通信技术研究所北京100094

为提高北斗(BDS)卫星钟差预报精度与稳定性,基于BDS卫星钟工作原理与数据特征,提出了一种基于鲁棒双参数指数平滑法的BDS卫星钟差预报方法。将双参数指数平滑法引入BDS钟差预报,并通过鲁棒化建模与优化初始值选取方式提升了双参数指数... 详细信息

为提高北斗(BDS)卫星钟差预报精度与稳定性,基于BDS卫星钟工作原理与数据特征,提出了一种基于鲁棒双参数指数平滑法的BDS卫星钟差预报方法。将双参数指数平滑法引入BDS钟差预报,并通过鲁棒化建模与优化初始值选取方式提升了双参数指数平滑法的抗差与适应能力,减小了数据异常干扰对钟差预报性能的影响。与常用的多项式模型、谱分析模型、灰色预测模型及超快速钟差预报产品进行对比分析,结果表明:所提方法适用于不同BDS轨道与类型的卫星钟差预报,取得了良好的预报精度与稳定性,其对BDS卫星钟的6h平均预报精度分别提升了40.3%、31.7%、63.6%和36.6%,预报稳定性分别提升了43.8%、38.9%、65.4%和33.1%。

关键词：北斗卫星导航系统钟差预报鲁棒双参数指数平滑法钟差产品

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用GPS卫星信号探测空中目标

中国惯性技术学报 2014年第6期12卷 788-793页

作者：李方能许江宁周红进吴苗海军工程大学电气工程学院武汉430033 海军大连舰艇学院航海系大连116018

利用GPS卫星信号全天候、全球实时覆盖的特点,研究以GPS卫星信号为辐射源,连续接收空中目标飞经GPS信号场的全息信号,设计了基于特征点触发采集的信号采集系统,提取目标的前向散射信号,根据目标的飞行速度确定信号的频带。在此基础上,... 详细信息

利用GPS卫星信号全天候、全球实时覆盖的特点,研究以GPS卫星信号为辐射源,连续接收空中目标飞经GPS信号场的全息信号,设计了基于特征点触发采集的信号采集系统,提取目标的前向散射信号,根据目标的飞行速度确定信号的频带。在此基础上,进行目标前向散射信号的频谱分析,检测由于前向散射效应引起的信号电平突变,从而实现了对空中目标的探测。模型飞机和民航客机的探测试验结果表明,以GPS卫星信号作为辐射源,可以有效地探测到低空和高空目标飞行物。

关键词： GPS 前向散射特征点频谱探测

GPS/FOG组合导航系统自适应滤波器设计

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海军工程大学学报 2005年第6期17卷 9-13页

作者：李方能曾鹏海军工程大学电气与信息工程学院湖北武汉430033 广西贺州导航台广西贺州542800

结合GPS姿态测量系统导航的特点和光纤陀螺敏感角速度范围宽、启动速度快的特点,提出了一种光纤陀螺辅助GPS导航的方法,采用自适应滤波技术设计了组合导航算法,并进行了大量的试验,试验结果表明,利用光纤陀螺辅助GPS导航方法可行.

关键词：光纤陀螺 GPS 自适应滤波

基于NTFT的Loran C信号包络提取技术

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中国惯性技术学报 2013年第5期21卷 637-639,645页

作者：吴苗许江宁李方能苏晓庆海军工程大学导航工程系武汉430033 中国科学院测量与地球物理研究所武汉430077

提高Loran C信号包络提取的精确,是增强现代Loran C接收机的数字信号处理能力和改善接收机定位性能的关键。为弥补传统希尔伯特变换法抗噪声干扰能力弱和Morlet小波变换法存在频率偏移的缺陷,本文采用具有强抗噪声干扰能力和准确确定信... 详细信息

提高Loran C信号包络提取的精确,是增强现代Loran C接收机的数字信号处理能力和改善接收机定位性能的关键。为弥补传统希尔伯特变换法抗噪声干扰能力弱和Morlet小波变换法存在频率偏移的缺陷,本文采用具有强抗噪声干扰能力和准确确定信号即时相位、即时频率和即时振幅特性的标准时频变换包络提取法,通过不同罗兰C信号信噪比条件下与传统包络提取方法的仿真比对分析,实现了在低信噪比-10 dB条件下,将信号包络提取精确度提高到96%,有效地解决了信号包络提取的强抗干扰能力和高精度性能相冲突的实际问题。

关键词： Loran C 标准时频变换 Morlet小波频率偏移

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如何做好民俗文物保护利用

管理学家 2019年第3期 155-156页

作者：李方能巴中市恩阳区文物管理局

社会的不断发展,导致原有的社会结构逐渐分解、重组,传统文化遗产的保护利用也需要在多样化的张力下明确基本的方向及方法,从而让其在多元文化时代能够焕发出别样的光辉。基于此,笔者在文中首先提出了民俗文物保护的现实需求,然后结合... 详细信息

社会的不断发展,导致原有的社会结构逐渐分解、重组,传统文化遗产的保护利用也需要在多样化的张力下明确基本的方向及方法,从而让其在多元文化时代能够焕发出别样的光辉。基于此,笔者在文中首先提出了民俗文物保护的现实需求,然后结合实际情况对民俗文物的保护利用进行了探讨。

关键词：民俗文化民俗文物利用保护博物馆