检索结果-南通市图书馆

基于PSO的USQUE在组合导航姿态估计中的应用

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系统工程与电子技术 2020年第6期42卷 1366-1371页

作者：吕旭胡柏青戴永彬赵仁杰海军工程大学电气工程学院湖北武汉430033 辽宁工业大学电气工程学院辽宁锦州121001

针对组合导航姿态估计中无味四元数估计(unscented quaternion estimation,USQUE)的噪声协方差矩阵参数无法准确给出等问题,提出基于粒子群优化的USQUE(USQUE based on particle swarm optimization,PSO-USQUE)算法。通过粒子群算法对噪声协方差矩阵Q和R进行寻优,获取优化的噪声协方差矩阵等滤波先验条件;分别进行仿真实验和微机电惯导系统/GPS车载实验。实验结果表明,对于USQUE的姿态估计问题,PSO-USQUE算法相比常规算法具有更高的精度,验证了所提算法的有效性。

关键词：粒子群优化四元数卡尔曼滤波组合导航姿态估计

辅助信息源短时失效下的捷联惯性基组合导航算法

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兵工学报 2020年第10期41卷 2008-2015页

作者：张梦得李开龙胡柏青吕旭海军工程大学电气工程学院湖北武汉430033

捷联惯性基组合导航中,辅助信息源短时失效会导致组合精度降低,对此提出高斯过程回归辅助捷联惯性基组合导航算法。该方法利用经过组合导航闭环校正的捷联惯性导航系统速度输出作为高斯过程回归的训练输入集,辅助信息源的速度输出作为... 详细信息

捷联惯性基组合导航中,辅助信息源短时失效会导致组合精度降低,对此提出高斯过程回归辅助捷联惯性基组合导航算法。该方法利用经过组合导航闭环校正的捷联惯性导航系统速度输出作为高斯过程回归的训练输入集,辅助信息源的速度输出作为训练输出集,在未发生失效时对高斯过程回归进行训练,辅助信息源失效时利用高斯过程回归预测辅助信息源输出以实现组合滤波量测更新。在实测实验中,利用低精度微机电系统/全球定位系统组合车载数据,比较所提算法与传统算法在失效情况下姿态、位置和陀螺常值漂移估计效果。结果显示:在60 s的短时失效情况下,所提算法纵摇、横摇、位置估计效果提高90%左右,航向估计提高70.7%,东向、北向陀螺漂移估计分别提高10.3%,10.8%,证明所提算法可以有效地解决组合导航中辅助信息源短时失效问题。

关键词：捷联惯性导航组合导航四元数无迹卡尔曼滤波高斯过程回归

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基于双欧拉角的UKF组合导航滤波算法

系统工程与电子技术 2021年第7期43卷 1912-1920页

作者：赵仁杰胡柏青吕旭田佳玉海军工程大学电气工程学院湖北武汉430033

针对非线性滤波组合导航中四元数无迹估计器(unscented quaternion estimator,USQUE)规范性约束导致的算法计算量大、实时性差等问题,提出一种基于双欧拉角姿态表示的无迹卡尔曼滤波(dual-Euler unscented Kalman filter,DEUKF)算法。... 详细信息

针对非线性滤波组合导航中四元数无迹估计器(unscented quaternion estimator,USQUE)规范性约束导致的算法计算量大、实时性差等问题,提出一种基于双欧拉角姿态表示的无迹卡尔曼滤波(dual-Euler unscented Kalman filter,DEUKF)算法。通过正、反欧拉角相互切换,在正、反欧拉微分方程精华区进行姿态滤波更新,避免了奇异性,确保了滤波精度。捷联惯性导航系统/全球定位系统直接式组合导航仿真试验与车载实验结果表明,相比较于USQUE算法,DEUKF算法计算量小、实时性好,水平姿态角估计精度与USQUE相当。

关键词：组合导航姿态估计非线性滤波双欧法四元数

基于改进四元数阻尼误差模型的SINS初始对准算法

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系统工程与电子技术 2021年第11期43卷 3330-3337页

作者：赵仁杰李开龙胡柏青田佳玉海军工程大学电气工程学院湖北武汉430033

针对传统捷联惯导系统(strapdown inertial navigation system,SINS)四元数非线性误差模型存在坐标系不一致的问题,对姿态误差模型和速度误差模型进行改进,将误差矢量统一投影至计算导航坐标系下。此外,引入全球定位系统阻尼信息,在阻尼... 详细信息

针对传统捷联惯导系统(strapdown inertial navigation system,SINS)四元数非线性误差模型存在坐标系不一致的问题,对姿态误差模型和速度误差模型进行改进,将误差矢量统一投影至计算导航坐标系下。此外,引入全球定位系统阻尼信息,在阻尼SINS解算基础上,结合四元数无迹估计器提出了一种改进四元数阻尼误差模型对准算法,可应用于系泊状态下的SINS初始对准。仿真和车载试验结果表明,在不同的大失准角下,该改进算法相比传统四元数阻尼误差模型对准算法和欧拉角阻尼误差模型对准算法,具有更好的对准精度、收敛速度以及稳定性。

关键词：捷联惯导系统初始对准四元数非线性误差模型阻尼

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基于时间序列建模的组合导航系统故障诊断

哈尔滨工程大学学报 2018年第11期39卷 1843-1847页

作者：韩斌子胡柏青海军工程大学导航工程系湖北武汉430033

为提高SINS/GNSS组合导航系统的可靠性,在分析了残差X^2检验法、状态X^2检验法工作原理及优缺点的基础上,本文提出了基于时间序列模型的残差X^2检验方法。该方法通过建立无故障条件下残差的时间序列AR模型,采用实时数据进行系统残差估... 详细信息

为提高SINS/GNSS组合导航系统的可靠性,在分析了残差X^2检验法、状态X^2检验法工作原理及优缺点的基础上,本文提出了基于时间序列模型的残差X^2检验方法。该方法通过建立无故障条件下残差的时间序列AR模型,采用实时数据进行系统残差估计。当组合导航系统故障时,通过残差AR模型得到的实时残差值受故障量测的影响很小,因而该方法可以有效地解决传统残差X^2检验法检测结果"跟踪"故障、对软故障检测不敏感的问题。仿真实验分析表明,该方法能够对组合导航系统软故障进行实时有效的检测,提高组合导航系统的整体性能。

关键词：组合导航残差 χ^2检验法时间序列建模软故障故障诊断

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初速可调下的新型舰炮对海作战能力需求生成

北京理工大学学报 2019年第2期39卷 155-161页

作者：许俊飞卢发兴王航宇吴玲海军工程大学兵器工程学院湖北武汉430033

为实现新型舰炮对海作战中由任务向能力的转化,建立了作战能力需求框架模型,从对海作战流程出发,分析对海作战子任务与能力指标之间的映射关系,建立新型舰炮在对海作战过程中的探测概率、最大发现距离、反应时间、单发命中概率等数学模... 详细信息

为实现新型舰炮对海作战中由任务向能力的转化,建立了作战能力需求框架模型,从对海作战流程出发,分析对海作战子任务与能力指标之间的映射关系,建立新型舰炮在对海作战过程中的探测概率、最大发现距离、反应时间、单发命中概率等数学模型,仿真验证新型舰炮在不同初速下,以要达到指定单发命中概率射击20 km处目标时的火控系统精度为标准,分析在不同射击距离下对新型舰炮的能力指标要求,以及不同初速下能力指标的变化趋势.结果表明,火控系统精度越高,单发命中概率越大;对近距离目标,初速越大,单发命中概率越好,而距离较远时,初速的优势体现得不明显.

关键词：系统工程能力需求生成映射模型能力指标单发命中概率

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新型舰炮对海作战能力需求分析

电光与控制 2019年第5期26卷 26-31,85页

作者：许俊飞卢发兴王航宇吴玲海军工程大学武汉430033

为实现新型舰炮对海作战能力需求生成,构建框架模型,建立舰炮武器在对海作战过程中的检测概率、最大发现距离及跟踪距离、反应时间及单发命中概率等映射模型。仿真验证新型舰炮在不同初速下,以要达到指定单发命中概率射击距离25 km处目... 详细信息

为实现新型舰炮对海作战能力需求生成,构建框架模型,建立舰炮武器在对海作战过程中的检测概率、最大发现距离及跟踪距离、反应时间及单发命中概率等映射模型。仿真验证新型舰炮在不同初速下,以要达到指定单发命中概率射击距离25 km处目标时的系统精度为标准,分析在不同射击距离下对新型舰炮的能力指标要求。模型方法可定量生成满足作战任务的能力指标需求,对于科学规划新型舰炮武器装备发展具有重要的理论和实践意义。

关键词：舰炮对海作战能力需求生成映射模型能力指标

基于修正Rodrigues参数的鲁棒滤波算法在组合导航中的应用

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电光与控制 2019年第3期26卷 39-43,64页

作者：任民魁蒋国萍姜宇琛海军工程大学武汉430033

组合导航的观测量常会因外界复杂环境的干扰,出现滤波精度下降的现象。提出一种基于修正Rodrigues参数的鲁棒滤波算法,利用修正Rodrigues参数来重新构造组合导航姿态表达,通过引入HUBER鲁棒策略实现抑制观测量干扰等问题。在捷联惯导/... 详细信息

组合导航的观测量常会因外界复杂环境的干扰,出现滤波精度下降的现象。提出一种基于修正Rodrigues参数的鲁棒滤波算法,利用修正Rodrigues参数来重新构造组合导航姿态表达,通过引入HUBER鲁棒策略实现抑制观测量干扰等问题。在捷联惯导/卫星组合导航仿真例子中,比较了传统基于四元数的滤波算法、基于修正Rodrigues参数的滤波算法及其鲁棒化滤波算法,仿真实验结果表明算法具有计算量低和抑制外部干扰等效果,证明了算法的有效性。

关键词：姿态参数修正Rodrigues参数鲁棒滤波组合导航

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捷联惯性基组合导航滤波算法比较研究

电光与控制 2020年第2期27卷 18-21页

作者：孟春见李开龙张梦得海军工程大学

针对不同的捷联惯性基组合导航滤波算法在性能上存在较大差异,开展了捷联惯性基组合导航滤波算法的比较分析研究,通过分析不同滤波框架下,基于四元数姿态表达的两种典型组合导航滤波算法,阐述算法理论中的关键异同点。通过车载实测实验... 详细信息

针对不同的捷联惯性基组合导航滤波算法在性能上存在较大差异,开展了捷联惯性基组合导航滤波算法的比较分析研究,通过分析不同滤波框架下,基于四元数姿态表达的两种典型组合导航滤波算法,阐述算法理论中的关键异同点。通过车载实测实验比较了基于欧拉角的间接法组合导航滤波和基于四元数的两种非线性组合导航滤波在估计精度、计算量等方面的优劣性,结果表明,基于欧拉角的间接法组合导航滤波精度较差但计算量小,而基于四元数的非线性组合滤波计算量较大、精度较高,该结果可为组合导航滤波的选取提供有益的参考。

关键词：捷联惯导惯性基组合导航卡尔曼滤波四元数车载实验