捷联式惯性导航积分算法设计（连载）上篇：姿态计算

本论文分上下两篇，给用于现代捷联惯导系统的主要软件算法设计提供一个严密的综合方法：将角速率积分成姿态角，将加速度变换或积分成速度以及将速度积分成位置。该算法是用两速修正法构成的，而两速修正法是具有一定创新程度的新颖算法，是为姿态修正而开发出来的，在姿态修正中，以中速运用精密解析方程去正积分参数（姿态，速度或位置），其输入是由在参数修正（姿态锥化修正，速度遥橹修正以及高分辨率位置螺旋修正）时间间隔内计算运动角速度和加速度的高速算法提供的，该设计方法考虑了通过捷联系统惯性传感器对角速度或比力加速度所进行的测量以及用于姿态其准和矢量速度积分的导航系旋转问题。本论文上篇定义了捷联惯导积分函数的总体设计要求，并开发出了用于姿态修正算法的方向余弦法和四元数法，下篇着重讨论速度和位置积分算法的设计。尽管上下两篇讨论中常常涉及到基本的惯性导航概念。然而，本论文是为那些已对基础惯导概念很熟悉的实际工作者而写的。     

基于积分多普勒平滑伪距的导航算法研究

载体处于高动态机动、障碍遮挡、信号干扰和多路径等复杂环境时,GNSS接收机跟踪环路易发生信号失锁和相位失调,导致载波相位观测值发生较大变化,采用载波相位平滑伪距将严重影响导航精度。为改善GNSS接收机导航性能,对电离层效应及延时校正模型进行了研究,基于α-β滤波算法提出了基于积分多普勒平滑伪距的导航算法。实验结果表明:采用该算法在静态、动态条件下定位精度优于5m,测速精度优于0.05m/s,可显著提高GNSS接收机的导航精度。     

用空间推进算法模拟高超声速进气道流场

在有限体积法框架下，采用空间推进算法SSPNS（Single-Sweep Parabolized Navier-Stokes Algorithm）求解抛物化NS方程（即PNS方程），在流向采用LU—SGS隐式积分，而横向无粘和粘性通量则分别采用AUSM系列格式和中心格式计算。用该方法对1个二维高超声速进气道和2个三维高超声速进气道流场进行了数值模拟，得到的流场波系结构、壁面压力及传热系数分布与文献中相关数值解和实验数据基本一致，表明SSPNS法能够准确地模拟超燃冲发动机进气道内的高超声速流动。对比研究表明，SSPNS法与求解FNS（Full Navier＼lStokes Equations）方程的传统时间迭代法相比，二者计算精度相当，而SSPNS计算速度快1～2个量级，存储量至少低1个量级。本文的研究为CFD在超燃冲压发动机部件及一体化优化设计中的集成，以及大型高超声速工程流动的高效计算，打下了良好的基础。     

Turbo码中SOVA算法和Log—MAP算法的比较

Turbo码解码器中通常使用的是最大后验概率译码算法(MAP算法)和软输出Viterbi算法(SOVA算法)[1]。文章介绍了一种Log-MAP解码器,它是以次最优的MAP算法为基础的。通过理论分析和计算机仿真,可以得到Log-MAP算法的性能要优于SOVA算法。     

数字式PID控制算法研究

研究和总结了弹箭体数字式PID控制算法及相应的系统分析综合方法。首先研究了数字积分和微分信息的实现算法和特性,然后在此基础上,总结出数字式PID控制器的两类实现算法及相应的系统频域分析综合方法,并通过对比提出了一种较简单实用的算法。为使用数字式PID控制者提供了理论基础、实用的算法和正确的系统分析综合方法。     

MWD算法和NCS算法在低频UWB SAR成像中的比较

首先,从SAR成像角度重新推导了MWD算法,新推导方法更好地阐述了MWD算法的两维分离聚焦成像原理,并使该算法在形式上能够和其它频域算法保持一致,以便于不同频域算法间的比较分析。其次,基于文中所给的MWD算法和NCS算法成像流程,研究了两种算法对低频UWB SAR的成像性能。此外,通过评估浮点运算量,对比分析了两种算法的成像效率。最后,仿真和实测数据成像结果证明了理论分析的正确性。
     

基于模拟退火算法的可靠性优化

建立了可靠性冗余优化模型，分析了各种优化方法的优缺点，采用模拟退火算法解决了此总是要，通过实例给出了算法，并与启发式算法作了比较，结果表明该方法比较有效。     

GA-PSO组合算法模型修正

文章在遗传算法（GA）和粒子群算法（PSO）的基础上,介绍了GA-PSO组合算法的流程和模态修正适应度函数的确定,并利用该算法对一个5层钢架结构模型进行修正,证实了该算法能有效修正模型。该算法能在前期利用GA算法进行高效全局搜索,后期利用PSO算法进行细致局部搜索,与单独使用PSO算法和GA算法相比,该组合算法修正效率和精度更高。     

等值线绘制简易算法

本文首先介绍了等值线的相关知识,然后重点讨论了一种不需要抽象数学理论和复杂数学模型做支撑的等值线追踪方法和相关数据存储结构,最后简单讨论了基于GDI+的等值线平滑技巧。实践表明该算法具有较高的运行效率。     

介绍一种计算动态过程的方法

本文介绍了在运载火箭姿态控制系统设计中进行系统动态过程计算的方法。计算时对系统的动态过程计算公式进行分析后,可采取五项措施,从而改变了以往的计算方法,简化了计算程序,保证了计算精度,使之得到满意的计算结果。通过大量实际计算,这些措施能使动态过程的计算得以实施,计算所需计算机机时为通常算法的十分之一。尤其是E-M积分法,方法简单,计算量小。     

粒子群算法和蚁群算法的结合及其在组合优化中的应用

文章首次提出了一种用于求解组合优化问题的PAAA算法。该算法有效地结合了粒子群算法和蚁群算法的优点,先利用粒子群算法的随机性、快速性、全局性得到初始信息素分布(即粗搜索),再利用蚁群算法的并行性、正反馈性、求解精度高等优点求精确解(即细搜索)。将文中提出的算法用于经典TSP问题的求解,仿真结果表明PAAA算法兼有两种算法的优点,同时抛弃了各自的缺点。该算法在时间效率上优于蚁群算法,在求精效率上优于粒子群算法,是综合了两种算法长处的一种新的启发式算法,达到时间性能和优化性能上的双赢,获得了非常好的效果。     

合成孔径快速数字算法

本文描述了合成孔长雷达数字信号处理的准最佳算法，对该算法的计算复杂性及其与最佳处理相比之下的不足进行了评估，分析了合成孔径方向图的形式，提出了选择算法参数的建议。     

一种应用于地形匹配雷达高度表中的回波跟踪与测高算法

脉冲雷达高度表内嵌的跟踪与测高算法在很大程度上决定了地形匹配系统的总体性能。普通的OCOG算法和其它基于回波前沿半功率点的跟踪算法都无法满足地形匹配的要求。因此，对OCOG算法加以改进，形成M-OCOG算法，并基于复杂地形回波的特性，分析M-OCOG算法在回波跟踪能力和测高性能方面的优越性，通过两种定量分析方法分析其地形匹配效果，说明了将其应用于地形匹配雷达高度表的可行性。     

GPS 定位算法研究

给出卫星信号接收时刻ＧＰＳ时的计算方法，然后在Ｇａｕｓｓ－Ｎｅｗｔｏｎ法的基础上得到一个正常情况下的完整的ＧＰＳ迭代定位算法。最后讨论只有三颗可见卫星时的处理方法。     

用于精确寻的的几种算法研究

介绍了几种比较典型的、寻的精度较高的算法———图像矩算法、归一化积相关算法和多子区灰度相关算法 ,分析了它们的算法原理 ,给出了实现方法并对之进行了简化 ;在计算机上进行模拟实验 ,获得了它们的寻的精度参数和寻的时间参数 ;分析了实验结果 ,得出各种算法的性能评估 ,为在精确寻的应用中选用寻的算法提供了依据并指出了进一步改进算法性能的工作方向。     

多传感器组合导航系统分层融合算法

从信息融合角度来看，目前在组合导航系统中广泛应用的联合滤波算法居于两级式分布式融合结构。而分层融合结构作为多传感器信息融合的另一种重要的模式，在组合导航系统中应用尚未见报道。本文研究了多传感器组合导航系统的分层融合算法，重点与联合滤波算法进行了比较。以定理的形式证明了在一定条件下分层融合算法与联合滤波算法的等价性问题。进而提出了分层融合算法的部分反馈模式。仿真结果表明，部分反馈模式的有序分层融合算法可有效地应用于多传感器组合导航系统。在相同的容错能力和计算复杂性下，可以得到优于联合滤波的导航信息融合结果。     

团队进步算法与遗传算法和粒子群算法进行天线阵综合的比较

团队进步算法（TPA）是近期由研究者提出的一种新型优化算法,具有与传统优化算法不同的寻优机制。函数测试结果表明,该算法是一种能够兼顾避免早熟收敛和计算速度的有效的优化算法。文章将团队进步算法、遗传算法和粒子群算法应用于阵列天线方向图综合,给定阵列天线合适的设计要求,用Matlab编制程序对阵列天线进行了优化计算。通过对三种优化算法的综合结果比较,表明新算法在应用于较复杂的阵列天线方面以及在优化性能方面的优越性,显示了新算法在天线设计中的广泛应用前景。