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模糊自适应无迹卡尔曼滤波方法用于天文导航

哈尔滨工业大学学报 2012年第1期44卷 12-16页

作者：张迎春李璟璟吴丽娜李化义哈尔滨工业大学卫星技术研究所哈尔滨150001

为克服航天器自主天文导航中不确定测量噪声对导航精度的影响,提出了一种基于模糊推理的自适应无迹卡尔曼滤波(FUKF)方法.该方法根据滤波过程中实际测量残差方差与理论残差方差的比值,将系统滤波过程分为普通模式和自适应模式.分别对两... 详细信息

为克服航天器自主天文导航中不确定测量噪声对导航精度的影响,提出了一种基于模糊推理的自适应无迹卡尔曼滤波(FUKF)方法.该方法根据滤波过程中实际测量残差方差与理论残差方差的比值,将系统滤波过程分为普通模式和自适应模式.分别对两种模式建立模糊隶属度函数,应用模糊推理规则,得到自适应修正因子,对系统的测量噪声方差阵进行实时修正,使其跟踪实际测量噪声的变化.当系统受到不确定环境噪声影响时,该滤波算法仍然有效收敛.将该方法应用于直接敏感地平的航天器自主天文导航中,不同测量噪声水平下的仿真结果表明,该算法对不确定的测量噪声具有较强的自适应能力,保证了导航信息的输出精度.

关键词：模糊推理系统自适应滤波无迹卡尔曼滤波天文导航

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捷联成像导引头视线角速率估计方法研究

捷联成像导引头视线角速率估计方法研究

作者：李璟璟哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着捷联惯性技术以及成像技术的快速发展,捷联成像导引头成为现代导弹导引头的发展趋势。然而,与采用常平架式导引头的传统导弹相比,捷联导引头的视线角速率不能直接提取,大的视野范围也导致了大的测量噪声,针对这两个缺点,本文研究了... 详细信息

随着捷联惯性技术以及成像技术的快速发展,捷联成像导引头成为现代导弹导引头的发展趋势。然而,与采用常平架式导引头的传统导弹相比,捷联导引头的视线角速率不能直接提取,大的视野范围也导致了大的测量噪声,针对这两个缺点,本文研究了捷联成像导引头的视线角速率的提取方法。文章首先对常用坐标系进行了定义。针对捷联成像导引系统,引入了体视线坐标系的定义,推导了坐标系之间的转换关系矩阵,并进一步推导了视线角速率解耦公式。其次研究了经典弹目拦截方法。分别用追踪导引法和比例导引法进行了弹目拦截仿真,获得了视线角速率数据、体视线角速率数据以及相关的坐标系转换矩阵。然后对测量量中存在的野值进行了分析。通过对Kalman滤波方程中的“新息”进行修正,得到了抗野值Kalman滤波算法。仿真表明,基于“新息”修正的抗野值Kalman滤波算法,对孤立型野值和斑点型野值都可以有效地剔除。最后对背景噪声进行了分析,建立了Gaussian-Laplace噪声模型,并进一步建立了实现视线角速率提取的状态方程以及观测方程,得到了捷联成像导引系统的数学模型。由于传统的扩展Kalman(EKF)滤波方法不能完全适应复杂的非线性方程及非高斯噪声,进一步研究了利用粒子滤波(PF)以及无迹Kalman(UKF)滤波方法的视线角速率估计方法。仿真研究表明,采用UKF方法对捷联成像导引系统视线角速率进行估计,既保证了系统对实时性的要求,又达到了较高的精度。

关键词：捷联视线角速率野值 UKF

基于CEEMDAN-PCA-LSTM的上证指数预测

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基于CEEMDAN-PCA-LSTM的上证指数预测

作者：李璟璟兰州大学

学位级别：硕士

后疫情时代经济复苏,对金融数据预测需求与日俱增,在大数据的背景下,深度学习已经成为金融预测领域的一种重要研究方法.从模型组合和信息分解融合的角度出发,本文提出了一种基于深度学习的中国股票市场的指数预测模型,上海综合指数的成... 详细信息

后疫情时代经济复苏,对金融数据预测需求与日俱增,在大数据的背景下,深度学习已经成为金融预测领域的一种重要研究方法.从模型组合和信息分解融合的角度出发,本文提出了一种基于深度学习的中国股票市场的指数预测模型,上海综合指数的成功预测验证了最先进的深度学习算法在非线性时间序列,尤其是金融时间序列预测中的适用性.本文提出的模型在实践中为投资者提供了战略支持,金融市场监督管理和对国家宏观经济调控具有重要意义.本文使用基于主成分分析的带自适应噪声的完全集成经验模式分解算法(CEEMDAN-PCA)对股价序列进行分解和重构,以提取上证综合指数价格序列的关键信息.在此基础上,构建了一个神经网络预测模型CEEMDAN-PCA-LSTM,用于学习指数价格序列的长期依赖性信息.在将不同数据类别的两个序列的特征学习同时映射到同一特征空间后,构造一个共同特征来预测上证综合指数的波动幅度.本文提出的模型可以通过从股价序列中提取关键信息,避免预测模型在训练中的过拟合,提高算法性能和泛化能力,从而有效地提高数据信噪比.在上证指数的预测任务中,CEEMDAN-PCA-LSTM可以充分集成神经网络和信息分解融合的优势,弥补单个模型的局限性.与所选择的基准模型相比,本文构建的综合预测模型在预测上证综合指数综波动范围方面具有显著优势,在分类准确率等各项指标上最大提高了13%.本文的创新点包括:(1)结合了CEEMDAN-PCA算法,将信号分解与降维技术运用到股票预测任务中,挖掘金融时间序列的多尺度信息并降低噪声.(2)在此基础上构建了CEEMDAN-PCA-LSTM模型,并针对金融时序预测任务对序列进行优化,充分结合了LSTM在空间和时间维度上的特征提取能力.

关键词： CEEMDAN-PCA-LSTM 上证指数预测

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基于信息融合的大椭圆轨道卫星组合导航方法

宇航学报 2012年第9期33卷 1233-1240页

作者：李璟璟张迎春郑靖高岱哈尔滨工业大学卫星技术研究所哈尔滨150001 深圳航天东方红海特卫星有限公司深圳518057

为了实现大椭圆轨道卫星自主、连续的导航信息输出,提出了一种天文导航与GPS导航相结合的组合导航方法。单纯的以星光仰角为观测量的天文导航方法在近地点由于动力学特性变化剧烈,其导航精度严重下降。而能够实现高精度导航的GPS导航方... 详细信息

为了实现大椭圆轨道卫星自主、连续的导航信息输出,提出了一种天文导航与GPS导航相结合的组合导航方法。单纯的以星光仰角为观测量的天文导航方法在近地点由于动力学特性变化剧烈,其导航精度严重下降。而能够实现高精度导航的GPS导航方法,受到导航卫星高度的限制,GPS信号无法较好地覆盖远地点。考虑到两种方法的特点,本文采用UKF滤波方法进行信息融合。当卫星进入近地点附近,主要通过GPS实现精确导航,同时通过信息融合修正估计方差阵,进而对天文导航估计进行修正。当卫星在远地点时,则主要采用天文导航方法。仿真结果表明,所提出的组合导航方法,能够弥补两种导航方法的不足,实现整个卫星在轨运行中自主、连续的导航信息输出,其导航精度较单纯的天文导航方法提高61.2%～82.7%。

关键词：大椭圆天文导航 GPS 信息融合组合导航

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X射线源/地心矢量观测的卫星自主导航应用

系统工程与电子技术 2018年第11期40卷 2534-2539页

作者：李璟璟张玉兔王文从胡慧君邵思霈山东航天电子技术研究所山东烟台264000

针对X射线探测器的卫星自主导航应用,提出基于X射线源/地心矢量观测的航天器自主天文导航方法。研究了X射线源/地心矢量自主导航原理并给出自主导航系统方案。通过X射线源和地心矢量提取,合成了X射线星光角距和星光仰角观测模型。对X射... 详细信息

针对X射线探测器的卫星自主导航应用,提出基于X射线源/地心矢量观测的航天器自主天文导航方法。研究了X射线源/地心矢量自主导航原理并给出自主导航系统方案。通过X射线源和地心矢量提取,合成了X射线星光角距和星光仰角观测模型。对X射线源矢量方位观测误差和地心矢量方位观测误差引起的系统观测量残差进行了理论分析,并将其建模为缓变量。建立了卫星运动状态方程模型,并将无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)算法应用于自主导航过程中,针对观测量周期与导航周期异步的情况给出了导航解算方案。近地圆轨道卫星的自主导航仿真结果验证了该方法的有效性。

关键词： X射线地心矢量无迹卡尔曼滤波(UKF) 天文导航自主导航

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ASUKF方法在航天器自主导航中的应用

哈尔滨工程大学学报 2011年第5期32卷 575-580页

作者：李璟璟张迎春李化义陈雪芹哈尔滨工业大学卫星技术研究所黑龙江哈尔滨150001 深圳航天东方红海特卫星有限公司广东深圳518057

针对自主导航过程中不确定的测量噪声和干扰的影响,提出了一种具有自适应能力的状态估计方法———ASUKF方法.该方法对非线性的状态方程进行超球面分布UT变换,对非线性的测量方程求取雅可比矩阵,同时在滤波迭代过程中引入自适应因子,从... 详细信息

针对自主导航过程中不确定的测量噪声和干扰的影响,提出了一种具有自适应能力的状态估计方法———ASUKF方法.该方法对非线性的状态方程进行超球面分布UT变换,对非线性的测量方程求取雅可比矩阵,同时在滤波迭代过程中引入自适应因子,从而在保持估计精度的条件下,降低了UKF算法的计算量,并使滤波器具有了自适应能力.将ASUKF方法应用于自主导航系统导航信息的估计过程中,仿真结果表明:其在保持导航信息估计精度的同时,提高了估计效率,克服了自主导航过程中不确定的噪声和随机干扰的影响.

关键词： ASUKF 非线性 SSUT 自适应自主导航

基于粒子滤波的捷联成像导引头视线角速率估计

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弹箭与制导学报 2009年第2期29卷 91-94页

作者：李璟璟伊国兴张迎春哈尔滨工业大学哈尔滨150001

提出了一种基于粒子滤波的捷联成像导引头视线角速率的估计方法。由于捷联成像导引头状态方程和观测方程的强非线性特点以及观测量中较强的非高斯测量噪声,扩展卡尔曼滤波(EKF)方法不能完全满足滤波精度要求。与扩展卡尔曼滤波相比,粒... 详细信息

提出了一种基于粒子滤波的捷联成像导引头视线角速率的估计方法。由于捷联成像导引头状态方程和观测方程的强非线性特点以及观测量中较强的非高斯测量噪声,扩展卡尔曼滤波(EKF)方法不能完全满足滤波精度要求。与扩展卡尔曼滤波相比,粒子滤波(PF)是一种在非线性和非高斯情形下进行状态估计的强有力方法。采用粒子滤波对捷联成像导引头的视线角速率进行估计,仿真结果表明,粒子滤波方法可以有效地提高视线角速率的估计精度。

关键词：粒子滤波捷联成像导引头视线角速率

Wolter-Ⅰ型X射线脉冲星探测器的空间环境本底分析

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航空学报 2023年第3期44卷 149-157页

作者：刘金胜王博宋娟王文丛李璟璟徐振华山东航天电子技术研究所烟台264670

X射线脉冲星导航具有自主性强、抗干扰、安全性高等特点。针对X射线脉冲星辐射信号的探测与识别介绍了一款Wolter-Ⅰ型X射线脉冲星探测器。为评估探测器的性能、提升灵敏度,对该Wolter-Ⅰ型X射线脉冲星探测器开展了蒙特卡罗(MC)模拟研... 详细信息

X射线脉冲星导航具有自主性强、抗干扰、安全性高等特点。针对X射线脉冲星辐射信号的探测与识别介绍了一款Wolter-Ⅰ型X射线脉冲星探测器。为评估探测器的性能、提升灵敏度,对该Wolter-Ⅰ型X射线脉冲星探测器开展了蒙特卡罗(MC)模拟研究。首先基于空间环境信息系统(SPENVIS)平台给出运行轨道中不同种类带电粒子的分布与能谱特征;然后采用GEANT4软件构建了Wolter-Ⅰ型X射线脉冲星探测器的质量模型,模拟了探测器对电子、质子及氦等带电粒子的响应;最后以遮光膜参数优化为例说明探测器优化方式,并给出优化后探测器在700 km地球圆轨道上的空间环境本底。结果表明优化后探测器的空间环境本底为30.68 cts·s-1。

关键词：脉冲星导航 X射线探测器 Wolter-Ⅰ型蒙特卡罗模拟本底估算

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新疆农村公路设计浅析

新疆交通科技 2010年第4期 40-41,54页

作者：李璟璟新疆立弓交通勘察设计研究院米泉831401

针对新疆农村公路工程设计中的一些情况，对设计中规范的合理应用，以及农村公路设计中所遇封的设计理念、线形设计及路面设计等问题，结合当地的实际情况进行了简单的探讨。

关键词：农村公路线形设计路面设计养护