检索结果-南通市图书馆

基于纠缠数态和奇偶校验的光纤陀螺仪相位测量性能分析

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中国惯性技术学报 2022年第6期30卷 791-798页

作者：惠俊柴洪洲杜祯强信息工程大学郑州450001

针对多光子最大纠缠NOON态难以直接作为光纤陀螺仪的双模输入态,且当输出态的光子数差算符为0时标准光强差测量方案将失效的问题,提出了一种基于纠缠光子数态和奇偶校验方案的双端口输入/输出光纤陀螺仪结构。阐述了基于关联数态的纠缠... 详细信息

针对多光子最大纠缠NOON态难以直接作为光纤陀螺仪的双模输入态,且当输出态的光子数差算符为0时标准光强差测量方案将失效的问题,提出了一种基于纠缠光子数态和奇偶校验方案的双端口输入/输出光纤陀螺仪结构。阐述了基于关联数态的纠缠光纤陀螺仪的工作原理和奇偶校验测量方法,首次推导了双模纠缠光子数态光纤陀螺仪的相位估计误差公式,并将双光子、四光子双模纠缠数态输入与具有相同光子数(光功率)的最大纠缠NOON态输入以及经典相干态输入的Sagnac相位测量精度进行了对比。理论分析表明,利用纠缠光子数态(不一定是最大纠缠态)结合奇偶校验测量可以突破散粒噪声限制而达到海森堡极限,所提方法仅需对量子光学陀螺仪的输出端进行奇偶校验即可实现,是增强光学陀螺仪输出精度的一种新方法。

关键词：光纤陀螺纠缠数态奇偶校验 Sagnac相位

顾及水声误差的UUVs协同定位构型设计及分析

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测绘学报 2023年第8期52卷 1268-1277页

作者：杜祯强柴洪洲向民志章繁惠俊信息工程大学地理空间信息学院河南郑州450001 自然资源部海洋测绘重点实验室山东青岛266590

由于水介质的特殊性及水下的弱通信条件,水下无人航行器编队构型的优劣直接影响着协同定位的精度。针对传统UUVs构型设计方法未考虑水声声线弯曲和声速变化误差,且忽略了UUV之间距离变化引起的入射角差异的问题,本文提出了顾及水声误差... 详细信息

由于水介质的特殊性及水下的弱通信条件,水下无人航行器编队构型的优劣直接影响着协同定位的精度。针对传统UUVs构型设计方法未考虑水声声线弯曲和声速变化误差,且忽略了UUV之间距离变化引起的入射角差异的问题,本文提出了顾及水声误差的UUVs协同定位模型,通过引入平面位置精度衰减因子的概念分析UUVs最优编队构型。选取了位于日本南海海槽的实测数据作为水下真实声速场,分析了5种UUVs编队构型在不同深度下的协同定位精度,指出了UUVs水平距离和水深的比值与协同定位结果的关系。试验结果表明,传统方法在UUVs分离角为90°时达到最优构型,考虑到水声测距误差后,UUVs分离角在25°~30°达到最优。UUVs水平距离与水深的比值越大时,协同定位精度越高。考虑到波束入射角的限制,推荐在1.5~2.0倍比值,即55°~63°的波束入射角为最优构型。较之传统构型设计方法,顾及水声误差的编队构型使得UUVs协同定位精度平均提升24.3%。

关键词： UUV 协同定位声学测距误差 HDOP值构型设计

基于抗差因子图的AUV多源信息融合定位方法

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测绘学报 2023年第8期52卷 1278-1285页

作者：黄紫如柴洪洲向民志杜祯强信息工程大学河南郑州450001 32022部队广东广州510000 自然资源部海洋测绘重点实验室山东青岛266590

面向AUV搭载的传感器信息频率不一致与有效性易动态改变的情况,因子图算法相较于扩展Kalman滤波算法表现出更好的稳定性、灵活性与扩展性。本文首先比较了FGO与EKF算法分别应用于AUV多传感器信息融合定位的性能,再针对复杂水下环境中,... 详细信息

面向AUV搭载的传感器信息频率不一致与有效性易动态改变的情况,因子图算法相较于扩展Kalman滤波算法表现出更好的稳定性、灵活性与扩展性。本文首先比较了FGO与EKF算法分别应用于AUV多传感器信息融合定位的性能,再针对复杂水下环境中,传感器的异常观测值影响FGO算法定位精度的问题,提出了一种基于抗差因子图的AUV多源信息融合定位方法,利用动态协方差缩放策略对粗差因子进行降权处理,在海测数据的基础上模拟观测粗差进行算法验证。分别采用普通FGO算法、基于DCS的抗差FGO算法对受到粗差干扰后的数据进行解算。统计结果表明,相较于不进行抗差处理,该算法降低了14.6%的平面位置误差,对异常观测具有良好的稳健性能。

关键词：因子图多源信息融合定位自主水下潜航器抗差因子图

UUVs集群协同定位的分散式增广信息滤波方法

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测绘学报 2022年第2期51卷 182-191页

作者：杜祯强柴洪洲向民志章繁黄紫如朱华巍自然资源部海洋测绘重点实验室山东青岛266590 信息工程大学地理空间信息学院河南郑州450001 中国电子科技集团公司第二十八研究所江苏南京210007

无人水下航行器集群协同作业能够扩展单体UUV的感知范围,实现单体UUV无法或难以完成的复杂任务。由于水下环境的复杂性及UUV各传感器存在观测限制、时延等问题,传统分散式Kalman滤波方法所需要的庞大实时通信在实际中难以实现,使得当前U... 详细信息

无人水下航行器集群协同作业能够扩展单体UUV的感知范围,实现单体UUV无法或难以完成的复杂任务。由于水下环境的复杂性及UUV各传感器存在观测限制、时延等问题,传统分散式Kalman滤波方法所需要的庞大实时通信在实际中难以实现,使得当前UUVs集群协同定位为不严密的解算。本文提出一种以增广信息滤波为核心的UUVs集群协同定位分散式滤波方法,在顾及算法严密性的基础上实现了UUVs分散式协同定位。每个UUV平台根据本地的传感器数据建立自己的状态链,同时广播自己的观测信息,各个平台协同完成信息矩阵的Cholesky修正。基于严密的数理理论证明了所提出的UUVs协同定位的分散式滤波与集中式滤波的一致性,并与传统方法进行对比分析。理论仿真分析表明,较之传统方法单体UUV的观测更新或两个UUV之间的相互观测都会导致UUVs集群全体状态更新,本文方法使得观测更新仅与观测直接涉及的UUV相关,有效地降低了通信载荷,实现观测信息的即插即用,扩展性良好。

关键词： UUV 协同定位增广信息滤波分散式 Cholesky

水下UUVs集群协同定位技术发展现状及趋势

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测绘通报 2022年第10期 62-67,92页

作者：柴洪洲杜祯强向民志黄紫如信息工程大学地理空间信息学院河南郑州450001 自然资源部海洋测绘重点实验室山东青岛266590

随着水下装备逐渐走向自主化、无人化、智能化,水下无人航行器(UUV)以集群的形式协同作业成为必然的发展方向。本文介绍了UUVs集群设备的发展现状及相关项目开展情况;系统梳理了UUVs集群协同定位技术在编队构型设计、观测量误差建模、... 详细信息

随着水下装备逐渐走向自主化、无人化、智能化,水下无人航行器(UUV)以集群的形式协同作业成为必然的发展方向。本文介绍了UUVs集群设备的发展现状及相关项目开展情况;系统梳理了UUVs集群协同定位技术在编队构型设计、观测量误差建模、模型与解算方法及水声通信技术方面取得的研究进展;重点讨论了UUVs集群协同定位技术的发展趋势,即协同编队构型设计的可视化、多源传感器误差建模的精细化、集群协同定位算法的智能化及定位结果质量控制的实时化;最后对UUVs集群协同定位技术的发展作出展望。

关键词：水下无人航行器协同定位关键技术编队构型误差改正水声通信

多系统PPP-AR模型在USV精密定位中的应用

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海洋测绘 2023年第5期43卷 41-45,51页

作者：向民志柴洪洲尹潇杜祯强田祥雨战略支援部队信息工程大学地理空间信息学院河南郑州450001 浙江农林大学环境与资源学院浙江杭州311300

为评估海上无人船USV进行非差模糊度固定AR的PPP性能,首先基于S变换简述了多模PPP的可估模型,然后根据一组USV实测的近海多模数据评估了多系统PPP-AR的收敛时间和定位精度。结果表明:相较于浮点PPP,进行模糊度固定的PPP收敛时间减少至19... 详细信息

为评估海上无人船USV进行非差模糊度固定AR的PPP性能,首先基于S变换简述了多模PPP的可估模型,然后根据一组USV实测的近海多模数据评估了多系统PPP-AR的收敛时间和定位精度。结果表明:相较于浮点PPP,进行模糊度固定的PPP收敛时间减少至19.2min,改善约33.3%;模糊度固定解在东、北、天3个方向的精度分别为1.5cm、0.8cm和4.8cm,表明PPP-AR技术可较好应用于厘米级的USV定位。

关键词：全球卫星导航系统精密单点定位 S变换模糊度固定海上定位无人船定位

智能手机海上GNSS数据质量分析与动态定位评估

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海洋测绘 2022年第2期42卷 42-47页

作者：白腾飞柴洪洲王敏田祥雨杜祯强章繁战略支援部队信息工程大学地理空间信息学院河南郑州450001

目前,智能手机GNSS相关研究多基于陆地环境,对于海洋环境下的测量定位分析较少。从可见卫星数、载噪比、伪距噪声、多路径效应4个方面,对智能手机海上GNSS观测数据进行了细致分析,并评估了其动态定位性能。利用课题组2019年8月5日在黄... 详细信息

目前,智能手机GNSS相关研究多基于陆地环境,对于海洋环境下的测量定位分析较少。从可见卫星数、载噪比、伪距噪声、多路径效应4个方面,对智能手机海上GNSS观测数据进行了细致分析,并评估了其动态定位性能。利用课题组2019年8月5日在黄海海域采集的MI8智能手机GNSS观测数据进行试验,结果表明,智能手机可跟踪到的BDS卫星数目较少,其信号载噪比数据稳定性较差,抗多径能力较弱。此外,智能手机GPS和BDS伪距噪声分布在15 m之内,其中BDS系统GEO卫星的伪距噪声优于IGSO和MEO。海上动态伪距定位试验结果表明,E、N和U方向定位偏差RMS分别为3.10 m、1.98 m和4.21 m,可基本满足海上动态定位需求。

关键词：全球导航卫星系统海洋环境智能手机质量分析动态定位

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模糊决策理论的地磁图适配性分析

武汉大学学报（信息科学版） 2021年第1期46卷 118-124页

作者：种洋柴洪洲刘帆王旭杜祯强信息工程大学地理空间信息学院河南郑州450001 军事科学院战争研究院北京100091 地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054 61365部队天津300143

传统地磁图适配性分析仅将单一特征参数作为评价指标,从而导致分析结果不全面。针对此问题,提出了一种基于模糊决策理论的地磁图适配性分析方法。首先采用地磁标准差、粗糙度、相关系数、坡度标准差及地磁信息熵等5个主要特征参数作为... 详细信息

传统地磁图适配性分析仅将单一特征参数作为评价指标,从而导致分析结果不全面。针对此问题,提出了一种基于模糊决策理论的地磁图适配性分析方法。首先采用地磁标准差、粗糙度、相关系数、坡度标准差及地磁信息熵等5个主要特征参数作为模糊指标进行加权分析,得到综合评价值以评定候选区适配性。然后基于地磁异常的无迹卡尔曼滤波算法,选取中国南海部分海域的全球地磁异常格网数据作为地磁异常基准图进行仿真实验。实验结果表明,该方法具有较高的可靠性,综合评价值可作为地磁图适配性分析的定量依据,并能从一定程度上解决单一特征参数评价不全面的问题,提高水下自主航行器的导航精度。

关键词：模糊决策理论地磁匹配导航适配性特征参数

维普期刊数据库评论

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附加运动学约束的BDS抗差UKF导航算法

测绘学报 2020年第11期49卷 1399-1406页

作者：尹潇柴洪洲向民志杜祯强信息工程大学地理空间信息学院河南郑州450001

针对城市复杂环境中单一BDS导航受多路径(multipath,MP)和非视距(non-line-of-sight,NLOS)信号干扰导致精度下降的问题,提出一种附加运动学约束的抗差无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)算法。该算法基于新息向量构造等价权函... 详细信息

针对城市复杂环境中单一BDS导航受多路径(multipath,MP)和非视距(non-line-of-sight,NLOS)信号干扰导致精度下降的问题,提出一种附加运动学约束的抗差无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)算法。该算法基于新息向量构造等价权函数,克服了位置及接收机钟差初值不准确引起的抗差性能下降问题。同时,利用载体的近似运动方向和高程约束,进一步增强滤波解。实测车载试验结果表明,本文方法可有效抑制MP和NLOS信号的干扰,提高城市环境中的BDS导航精度。

关键词： BDS导航抗差估计 UKF滤波多路径 NLOS 运动学约束