检索结果-南通市图书馆

作者：何嘉璐西安理工大学

学位级别：硕士

卫星位姿模拟平台需模拟卫星在轨道上任意时刻的位置和姿态,即模拟卫星在空间三个方向的平动及三个方向的旋转运动并提供空间位姿的精确测量,因此该模拟平台结构由三个正交的直线运动轴和三个正交的旋转运动轴构成,实现卫星在空间中的... 详细信息

卫星位姿模拟平台需模拟卫星在轨道上任意时刻的位置和姿态,即模拟卫星在空间三个方向的平动及三个方向的旋转运动并提供空间位姿的精确测量,因此该模拟平台结构由三个正交的直线运动轴和三个正交的旋转运动轴构成,实现卫星在空间中的位置和姿态变化运动控制和测量。模拟系统在引入六个自由度的同时增加了几何误差元素的数量,而几何误差元素的增多极大程度制约着平台末端的位姿精度。所以,针对模拟系统几何误差的测量和补偿对提高平台的位姿精度至关重要。因此,本文对此展开研究工作,具体工作如下:(1)分析卫星位姿模拟平台几何误差的影响,确定误差敏感项。首先根据刚体运动学的原理,分析几何误差到空间误差的传递关系,建立了该平台的空间误差模型。然后通过几何误差对综合误差影响梯度的方法,解决了误差项灵敏度指标过多的问题。最后确定了误差敏感项,提高了误差检测效率和精度。(2)通过对基站布局的优化提高了激光跟踪仪多站检测时的检测精度。首先研究了当采用激光跟踪仪多站分时测量时,基站布局对标定精度的影响。然后设计了基站布局优化函数,建立了能够提高激光跟踪仪自标定精度的基站布局方案。最后对优化后的多站检测方法进行了仿真验证,在存在允许测量误差的条件下,获取测量点空间误差小于7.1 μm,有效提高了空间坐标测量精度。(3)采用关键几何误差项区别辨识的方法,有效提高了误差检测精度。首先针对不同的误差项的特点及测量点分布,分别采取独特的方法来描述几何误差,从而将几何误差的辨识简化为多项式系数或空间几何量的辨识。随后,对位姿模拟平台运动过程中的空间误差进行检测,验证了几何误差辨识方法的有效性。(4)应用本文所建立的卫星位姿模拟平台几何误差检测方法对系统误差进行了检测并通过设计的系统几何误差的补偿方案对系统误差进行补偿实验验证。首先利用本文建立的系统几何误差检测方法对各个误差敏感项进行误差检测;然后利用通过修改模拟平台的数控NC代码来校正平台的几何误差;最后通过实验分析,最终使补偿后空间的位置最大误差从61.2 μm减小到12.3 μm;姿态最大误差从15.8“减小到6.7”,达到了卫星位姿模拟平台的设计要求,均方根误差在X、Y、Z、U、V、W方向依次分别减少了 75.42%、58.2%、56.1%、62.2%、49.2%、50%,有效降低了系统误差的离散程度,使系统定位误差分布更加均衡。经过补偿方案的实施,其补偿效果有效地验证了所构建的模型、设计的测量方法及所实施的补偿策略的准确性和合理性。

关键词：六自由度平台系统误差建模几何误差检测几何误差识别几何误差补偿

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倾角传感器中惯性器件标定方法研究及标定装置设计

倾角传感器中惯性器件标定方法研究及标定装置设计

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作者：汪林峰西安工业大学

学位级别：硕士

惯性器件标定是一种降低惯性器件系统误差的技术。惯性器件为倾角传感器的核心元件,其存在着多项系统误差,需要根据标定方法进行标定才能投入使用。现有的惯性器件标定方法对应的标定装置结构复杂且成本较高;传统的控制算法不能达到标... 详细信息

惯性器件标定是一种降低惯性器件系统误差的技术。惯性器件为倾角传感器的核心元件,其存在着多项系统误差,需要根据标定方法进行标定才能投入使用。现有的惯性器件标定方法对应的标定装置结构复杂且成本较高;传统的控制算法不能达到标定装置的控制要求;现有的标定算法对惯性器件各项系统误差的研究不够全面。针对以上问题,本文基于倾角传感器应用场景,研究了惯性器件系统误差的标定方法,设计了一种结构简单,低成本,适用于倾角传感器中惯性器件的标定装置;实现了对标定装置的精准控制;且利用标定装置对两种惯性器件进行了标定。主要做了以下研究:1.针对两种惯性器件存在的系统误差,对其标定方法进行了深入研究,针对其工作原理及倾角解算原理,设计了基准角速度-温度-陀螺仪实验数据整体求解误差模型的陀螺仪标定流程,以及二十四位置法解耦各项误差的加速度计标定流程。并根据惯性器件性能指标提出了标定装置的性能指标,设计了倾角传感器、各控制器的硬件电路和相关程序、上位机,移植了实验室现有温度控制系统,最终实现了惯性器件标定所需角速度和角位置基准,及温度环境。可以对实验数据进行采集、传输、存储、读取。2.针对标定陀螺仪对精准角速度基准的需求,研究了两相混合式步进电机及其恒转矩等步进角细分驱动模型,根据步进电机运行特性设计了二次函数型升降速曲线。设计了变论域模糊PID控制器,以仿真和现场调试相结合的方法提升标定装置的角速度控制精度。对比传统PID算法,实现了标定装置更高精度的转速控制。3.根据本文研究的标定方法,按照设计的标定流程,采集了全温域七组基准角速度下陀螺仪实验数据。使用AMCPSO-Kriging算法拟合其整体系统误差模型,对其模型误差进行预测,对比不同算法,实现了对陀螺仪的系统误差更精确的标定。采集二十四位置基准下三轴加速度计实验数据,根据加速度计系统误差模型,求解出加速度计系统误差各项参数,对比标定前后实验数据,实现了加速度计系统误差更精确的标定。本文在设计的标定装置基础上,使用设计的惯性器件标定流程进行标定实验,并对比标定前后惯性器件数据,验证了标定方法的有效性和标定装置的精确性。

关键词：惯性器件系统误差标定变论域模糊控制系统误差建模

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基于光学遥感影像匹配技术的冰崩形变监测研究

基于光学遥感影像匹配技术的冰崩形变监测研究

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作者：张璇钰西南交通大学

学位级别：硕士

近年来,随着我国生产建设活动逐渐深入西部高原,冰崩、岩崩等地质灾害所引发的相关问题日益严重。伴随着遥感技术的日渐成熟,对灾害体进行大尺度的宏观监测已经成为了可能。相比于In SAR技术易受植被影响而失相干、Li DAR技术费用昂贵,... 详细信息

近年来,随着我国生产建设活动逐渐深入西部高原,冰崩、岩崩等地质灾害所引发的相关问题日益严重。伴随着遥感技术的日渐成熟,对灾害体进行大尺度的宏观监测已经成为了可能。相比于In SAR技术易受植被影响而失相干、Li DAR技术费用昂贵,光学遥感具有空间分辨率高,重访周期短以及可用数据源多等优点,因此具有广泛应用的潜能。然而传统研究中,光学数据多用于地质灾害定性解译,无法获取定量的变形信息。针对以上问题,本文开展了基于光学遥感影像匹配技术的冰崩形变监测研究,对相关技术理论进行详述,以通化滑坡为例对哨兵-2号数据进行了波段融合与精度分析,进一步对帕隆藏布茶隆隆巴曲流域的遥感数据进行处理,重点分析了流域内冰川的运动情况及稳定性。基于以上技术方案获得了2021年印度Chamoli地区冰川断裂灾前一年的时序形变场,并对相应的变形特征和致灾机理进行了详细分析。本文首先对光学影像匹配原理进行详述,重点对数据预处理、匹配处理以及误差建模后处理三个环节进行介绍。预处理环节主要完成了遥感影像的正射校正和重采样,为匹配处理提供输入数据;匹配处理则基于空间域匹配和频率域匹配两种算法来分别进行;误差建模后处理主要目的是去除匹配结果中的各类系统误差,从而获得真实有效的二维形变场。在数据处理的基础上,以通化滑坡为例,通过实验对哨兵-2号数据的多波段监测结果进行评价,并进一步进行融合,从而提升了监测精度。最后通过模拟实验对该技术的理论精度和可靠性进行了验证。在上述理论的基础上,论文以帕隆藏布茶隆隆巴曲沟谷流域为研究对象,对研究区内的地质灾害进行解译分析,并利用高分-2号和哨兵-2号影像获取了相应的形变结果。最后基于遥感解译和定量监测成果,对流域内规模最大的潜在威胁体1号冰川进行了运动情况和稳定性分析,并基于空间域匹配和频率域匹配两种算法对冰川主轴绘制了剖面速率曲线。结果表明二者较为相符,一方面验证了结果的可靠性,另一方面揭示了该技术较适合具有中等运动量级、表面纹理特征明显的滑坡、冰川等研究对象。茶隆隆巴曲流域形变场的成功提取证明了基于光学遥感影像匹配技术对冰川形变监测的可行性,但还需证实该技术能够获取冰崩灾前的形变信号,从而做出有效预警。基于此,论文进一步选取了印度Chamoli地区冰川断裂事件为研究对象,对灾前一年的28景哨兵-2号数据进行匹配处理,并重点分析了灾害体周边4个点位的时序变形特征。最后,结合历史遥感影像以及气象数据,对本次灾害发生的原因进行分析与探讨。研究认为本次冰川断裂区域最早受到发生在2016年10月的滑坡影响,导致后缘出现拉裂缝。在随后的时间中,该裂缝逐渐扩张,使下方冰岩体逐渐脱离母岩。2020年下半年持续的少量降水,打破了冰川物质补充和消融的动态平衡,使得该区域出现了形变加速。2021年2月初突然增加的降雪最终致其崩塌。综上所述,论文从理论与实践两个层面对光学遥感影像匹配技术进行了深入研究与探讨,对该技术的优势与不足做出了总结。随着研究的进一步深入以及更多光学卫星的升空,影像匹配技术必将在地质灾害监测领域发挥越来越重要的作用。本文的研究成果可以为光学遥感影像在防灾减灾工作中的应用提供参考。

关键词：光学影像相关系统误差建模波段评价与融合冰崩形变监测

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多测速系统中系统误差实时估计与校准算法

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飞行器测控学报 2012年第5期31卷 49-53页

作者：梁小虎朱武宣张艳赵华北京跟踪与通信技术研究所北京100094

在实际目标跟踪系统中,测量设备都存在系统误差,会导致跟踪滤波精度显著下降。针对多测速系统,对其测速系统误差进行了简化数学建模;然后将其增广为状态变量,应用扩维无迹卡尔曼滤波对目标运动状态和系统误差进行联合估计,以实时校准系... 详细信息

在实际目标跟踪系统中,测量设备都存在系统误差,会导致跟踪滤波精度显著下降。针对多测速系统,对其测速系统误差进行了简化数学建模;然后将其增广为状态变量,应用扩维无迹卡尔曼滤波对目标运动状态和系统误差进行联合估计,以实时校准系统误差、提高状态估计精度。在存在主副站2类系统误差的条件下,设定恒定和线性时变2类系统误差场景,对算法进行仿真分析。仿真结果表明,算法在2类系统误差情形下都能有效校准系统误差,位置、速度滤波精度可提高80%以上;尤其是当系统误差恒定时,算法可完全消除系统误差的影响。

关键词：系统误差建模实时校准扩维无迹卡尔曼滤波(UKF) 多测速系统

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