基于ANFIS自调整EKF的微卫星姿态确定研究

针对太阳敏感器、磁强计以及惯性陀螺组成的微卫星姿态确定系统，设计了有陀螺测量和基于四元数差分法的无陀螺测量两种广义卡尔曼滤波器（EKF）。由于EKF设计复杂，通常参数计算和调整依赖地面系统，现应用自适应神经模糊推理（ANFTS）进行EKF的参数自调整；使用四元数避免了欧拉角法的奇异问题；采用高斯-牛顿误差最小法显著减少直接使用EKF的计算量。设计仿真数据进行算法验证，结果表明该方法能成功地得到姿态估计，ANFIS可以提高EKF精度，增强鲁棒性，而且便于最优的在轨自主导航。     

一种基于小波变换的全色遥感图像与彩色多光谱图像融合算法

小波分析是一种介于傅里叶分析和δ分析之间的，以具有一定时间和频率分辨率的基函数来进行的信号分析方法，是信号处理及数学界人士通过长期努力所得到的全新的目标，这种全新的分析方法在工程实践上已经取得了巨大进展。目前，以小波分析为工具的图像处理方法越来越丰富，也取得了良好的效果，本文介绍了一种基于多分辨率分析的小波变换图像融合算法，该算法使高空分辨率的全色遥感图像与彩色多光谱图像的融合达到了近乎完美的效果。     

GaInP2外延膜中施主—受主对复合发光带的能量关量

通过变温与变激发强度的近红外光致发光研究了用ＭＯＣＶＤ方法、生长在ＧａＡｓ衬底上的Ｇａ０．５Ｉｎ０．５Ｐ（ＧａＩｎＰ２）外延薄膜的１．１７ｅＶ发射带的发光特性。１．１７ｅＶ发光带性质与０．９９ｅＶ及０．８５ｅＶ发光带的性质有着明显的差别。１．１７ｅＶ发光带的机理可用施主－受主对的复合发光来解释，其中施主－受主对系白处在Ｇａ格位上的Ｓｉ（ＳｉＧａ）及其最邻近的Ｇａ空位（ＶＧａ）所组成，记作ＳｉＧａ－ＶＧａ。考虑到ＧａＩｎＰ２中存在着很强的电子－格子耦合作用及其Ⅲ族子格子为部分有序，所以在施主－受主对复合发光中应计及Ｆｒａｎｃｋ－Ｃｏｎｄｏｎ位移△ＦＣ及该对在等效的部分有序势场中的相互作用能Ｅｓ（ＤＡＰ）。Ｘ—射线衍射实验表明，部分有序结构相当于成分调制，因而可用Ｋｒｏｎｉｇ－Ｐｅｎｎｅｙ模型来计算Ｅｓ（ＤＡＰ）值。这样，我们就导出了施主－受主对复合发光的新的能量表示式。     

高分影像辅助下的航空高光谱严密几何检校方法

 惯性测量单元(IMU)与传感器视准轴的偏心角和偏心矢量是造成航空线阵列高光谱数据几何校正误差的主要原因之一。在分析偏心角与偏心矢量误差来源之后提出该误差由IMU主轴与传感器主轴的角度偏差、测区固定偏差、GPS中心与传感器投影中心相对偏差组成,在此基础上建立了较为严密的检校模型。针对模型解算时需要大量高精度控制点的问题,提出了一种高分影像辅助下的亚像元精度控制点自动提取方法。通过多地区、多传感器高光谱航测实验表明,亚像元精度控制点能有效提高模型解算精度。新检校模型可获得亚像元校正精度,推扫式传感器——应用型机载成像光谱仪(AISA)建模中误差约为0.39个像元,摆扫式传感器——实用型模块化成像光谱仪(OMIS)建模中误差约为0.23个像元,校正后的影像可直接进行拼接。     

利用TDLAS技术开展碳氢燃料高速燃气参数测量

可调谐二极管激光器吸收光谱技术(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)广泛应用于碳氢燃料燃气参数(温度、组分浓度和气流速度)实时在线和非接触测量。针对碳氢燃料火箭基组合循环(Rocket Based Combined Cycle,RBCC)发动机的高速燃气参数测量,设计了双交叉光束(7444.352+7444.371)/7185.597cm-1谱线对扫描波长-时分复用双线直接吸收光谱技术(Direct Absorption Spectroscopy,DAS)系统,将其应用于RBCC地面实验高速燃气参数在线测量,同时获得了燃气温度、H2O组分浓度和速度等多参数,并将测量结果与数值模拟计算结果对比,相对偏差不超过12%,这为RBCC发动机燃烧组织优化和结构优化提供重要依据。     

应用于发动机参数测量的直接吸收氧气光谱信号降噪研究

针对直接吸收氧气光谱信号噪声较大的问题,开展了光谱信号降噪研究。以气流质量流量测量为例,说明氧气光谱信号的SNR(信噪比)要求较高。在光谱信号的测量过程当中,信号受到信号发生器等多个环节的干扰。经过对信号发生器噪声等信号进行分析,排除了"正弦噪声"的上述来源。采用自平衡检测方法,去除了该"正弦噪声"。通过对降噪后信号进行氧气浓度计算,其结果精度优于1%,证明了该方法的适用性。利用上述研究成果拓展了微小氧气光谱信号的检测能力,其光谱吸光度在10-3量级。     

北斗三频周跳探测与修复算法研究

载波相位观测值已越来越多地应用到增强系统中,由于观测环境影响,载波相位测量不可避免地会产生周跳,周跳的成功探测与修复是提高导航定位精度的一个重要因素。针对北斗卫星导航系统三频观测数据,分析其不同线性组合观测值的特性,选取合适的组合系数,形成一个伪距相位组合和两个无几何相位组合,采用历元间差分的方法探测和修复组合观测值的周跳,然后还原求解出原始信号的周跳,最后通过实验验证了该方法的可行性。     

基于融合处理多系统接收机钟差的伪距单点定位算法研究

多模导航定位较高的定位条件(需可见卫星总数大于5颗)限制了其在城市等卫星遮挡较严重的地区充分发挥多系统的优势。基于Kalman滤波,提出一种将多系统接收机钟差融合为一个系统接收机钟差的多模伪距单点定位数据处理算法,解决了多模导航定位在可见卫星数少于6颗大于3颗时无法定位的情况。分析了GPS、北斗和GLONASS三系统一天的观测数据,结果表明,多系统接收机钟差融合后只需可见卫星总数大于3颗即可进行多模伪距单点定位。     

TATB含铝炸药粉反应特性的激波管研究

用自制光谱探测技术和回收技术，在爆炸激波管中研究了铝粉掺入了ＴＡＴＢ炸药粉中的快速反应特性。研究表明：随着铝粉含量Ｎ的增加，铝粉的氧化反应和氢化反应加剧，在Ｎ－３３％时达到最大，继续增加铝粉含量，铝粉反应明显减弱。铝粉的颗粒度为４４μｍ较好。     

用Kane方法建立末敏弹减速和稳态扫描段模型

引入多刚体运动模型，详细分析了伞刚体和弹刚体的受力和运动特性，运用Kane方法建立末敏弹在减速运动和稳态扫描段的完整运动模型，并进行数字仿真，仿真结果与实验结果有很好的一致性，并充分显示了该模型在数字仿真中的优越性。