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中国空间科学技术 2018年第2期38卷 16-23页

作者：康国华范凯周琼峰梁尔涛南京航空航天大学微小卫星研究中心南京210016 上海卫星工程研究所上海201109

为提高微型低成本姿态敏感器的姿态确定精度,文章基于磁强计/太阳敏感器/陀螺的姿态敏感器配置,设计了高斯牛顿(Gauss-Newton,GN)迭代算法和无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)有机结合的微小卫星姿态确定算法,先用Gauss-New... 详细信息

为提高微型低成本姿态敏感器的姿态确定精度,文章基于磁强计/太阳敏感器/陀螺的姿态敏感器配置,设计了高斯牛顿(Gauss-Newton,GN)迭代算法和无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)有机结合的微小卫星姿态确定算法,先用Gauss-Newton算法融合磁强计和太阳敏感器的数据,迭代计算最优四元数,然后以最优四元数联合陀螺数据作为观测量,以姿态四元数和惯性系下的角速度为状态量进行UKF,降低观测维数,并将观测方程转化为线性方程,显著减小计算量,同时克服了测量误差对姿态确定精度的影响。

关键词：微小卫星姿态确定高斯牛顿迭代算法无迹卡尔曼滤波

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一种基于UWB定位的误差抑制TDOA算法研究

一种基于UWB定位的误差抑制TDOA算法研究

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作者：聂睿海南大学

学位级别：硕士

当今的信息化社会中,人们的工作与活动场景逐渐从室外转向室内,并且随着5G技术的飞速发展和商用部署以及物联网技术的不断升级和应用,人们对室内位置信息实时性和精确性的需求日益增强。传统的室内定位技术主要有:红外线定位、超声波定... 详细信息

当今的信息化社会中,人们的工作与活动场景逐渐从室外转向室内,并且随着5G技术的飞速发展和商用部署以及物联网技术的不断升级和应用,人们对室内位置信息实时性和精确性的需求日益增强。传统的室内定位技术主要有:红外线定位、超声波定位、Wi-Fi定位、ZigBee、蓝牙等,但这些定位技术受信号强度和时间误差的影响较大,在室内的定位精度或定位距离不如UWB定位。UWB技术因为其系统复杂度低、信号的功率谱密度低、多径分辨能力强、穿透性强等优势被广泛应用于室内定位技术的研究。本文主要对UWB室内定位技术的基本原理、信道模型和定位方法进行了研究。首先通过对IEEE802.15.4a的信道进行仿真,分析选取CM2信道作为本文复杂室内环境下的信道环境的原因;其次,通过对比四种UWB定位方法,得出TDOA定位方法的定位性能较好,并深入分析了影响TDOA算法定位精度的主要误差与误差成因;最后,针对非视距误差和多径干扰可能对定位精度造成的误差问题,对多种经典TDOA算法进行仿真对比,根据对比结果得到多径干扰与非视距误差对TDOA测距结果的影响,从而提出了一种改进的多径抑制算法与改进的高斯牛顿迭代算法,并将两种改进算法融合得到多径抑制CGNC算法,并通过MATLAB仿真得出该融合算法可以较好地对多径干扰和非视距误差进行抑制。本文最后通过实验室团队自主研发的Hainan EVK3.0室内定位实验平台,对提出的多径抑制CGNC算法与原高斯牛顿迭代算法和CHAN-TAYLOR算法进行了实验室内实测,并通过MATLAB仿真对比分析得出,多径抑制CGNC算法在复杂实验室环境下实测所得的绝对定位误差为0.351m;多径抑制CGNC算法较于经典的CHANTAYLOR算法,定位精度在其基础上提升了80.7%;多径抑制CGNC算法较于原CHAN-高斯牛顿迭代算法,定位精度在原来的基础上提升了95%。综上,多径抑制CGNC算法在复杂实验室环境中的定位性能相较于经典TDOA算法有大幅提升,其在复杂室内环境下的定位精度远高于原高斯牛顿迭代算法与CHAN-TAYLOR算法。

关键词： UWB TDOA 多径干扰非视距误差多径抑制算法高斯牛顿迭代算法多径抑制CGNC算法

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SPM软件包头动校正原理的分析与评价

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中国组织工程研究与临床康复 2010年第52期14卷 9772-9776页

作者：王超杜剑平闫镔王大会史大鹏信息工程大学信息工程学院河南省郑州市450002 河南省人民医院放射科河南省郑州市450002

背景:头动校正是功能磁共振图像处理的一个重要步骤,也是目前应用广泛的SPM软件的第一步,其效果直接关系到结果的可靠性。目的:分析SPM软件包头动校正处理的基本原理和关键算法,包括刚体变换、高斯牛顿迭代算法和B样条插值算法。方法:使... 详细信息

背景:头动校正是功能磁共振图像处理的一个重要步骤,也是目前应用广泛的SPM软件的第一步,其效果直接关系到结果的可靠性。目的:分析SPM软件包头动校正处理的基本原理和关键算法,包括刚体变换、高斯牛顿迭代算法和B样条插值算法。方法:使用SPM2软件包对一组实际数据进行了处理,并结合头动校正的原理,提出了头动校正效果的评价方法:残差图与残差平方和。结果与结论:使用高斯牛顿迭代算法得到优化的刚体变换参数,用B样条插值算法对须校正的图像进行重采样得到校正后图像,实现图像序列的头动校正。实验结果表明,评价指标能较好衡量算法效果。

关键词：头动校正 SPM 刚体变换高斯牛顿迭代算法 B样条插值残差图

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基于电极天线阵列的水下目标定位技术研究

基于电极天线阵列的水下目标定位技术研究

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作者：贾佩松哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

水下电场定位技术能够在无光水域、浑浊水域、地貌结构复杂的水域和机械噪声较大等复杂情况下工作,并且不易受多普勒效应和多径效应影响,在水下机器人定位导航、潜水设备定位和深海开发等领域具有重要研究意义。而且水下电场定位隐蔽性... 详细信息

水下电场定位技术能够在无光水域、浑浊水域、地貌结构复杂的水域和机械噪声较大等复杂情况下工作,并且不易受多普勒效应和多径效应影响,在水下机器人定位导航、潜水设备定位和深海开发等领域具有重要研究意义。而且水下电场定位隐蔽性好,硬件系统简单并且信道模型参数少,信道模型相对简单。相较于水声定位设备和光学定位设备,水下电场定位设备成本更低。水下目标电场定位技术具有一定的科学意义和应用价值。本文基于电极天线阵列对水下目标被动电场定位技术进行研究,主要研究内容概括为:1.根据电磁场传播理论,建立电偶极子水下目标定位正向模型。针对单一电偶极子源的定位问题,研究电偶极子水平状态和非水平状态下的水下电场定位情况。对激励信号波形和频率的选取分析探讨。2.针对水平状态的电偶极子提出了基于二值图像边界提取、最小二乘直线拟合和高斯牛顿迭代算法的水下目标定位和测向算法。利用电压矩阵插值成像,对迭代初值进行优化取值。3.基于多极化MUSIC和粒子群算法对非水平状态电偶极子定位和测向进行研究。针对粒子群收敛速度、全局搜索能力和局部搜索能力,提出了基于进化因子的粒子群改进算法。该算法的思路是根据粒子位置、个体最优位置和全局最优位置的关系建立进化因子,根据进化因子将粒子群分为3个状态,粒子群根据进化状态调整惯性权重系数和学习因子,并通过引入扰动项保证粒子快速收敛的同时提高粒子群的搜索能力。4.对水下目标定位实验硬件平台进行设计和搭建。在实验室环境下对水平状态电偶极子和非水平状态电偶极子的水下目标定位进行实验测试。实验结果验证了本设计中水下目标定位算法的可行性。

关键词：水下目标电场定位电极天线阵列高斯牛顿迭代算法粒子群算法

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