优化抗差自适应滤波器在深组合导航中的应用

为了提高惯性/卫星深组合导航系统的滤波性能,在抗差自适应滤波算法的 基础上,研究了一种优化抗差自适应滤波算法。该算法通过比较实际预测残差协方差矩 阵和理论协方差阵的差值来生成自适应因子,从而优化抗差自适应滤波。将所研究的算 法应用于惯性/卫星深组合导航系统, 在高动态环境下进行仿真验证, 并与常规卡尔曼 滤波、抗差自适应滤波进行比较。结果表明,优化算法能有效地控制观测异常和动态模 型异常对状态参数估值的影响,所得组合导航位置误差和速度误差明显减小,提高了组 合导航系统的滤波精度。     

GPS/SINS超紧组合导航的性能分析

GPS接收机在高动态环境下很容易失锁，特别是载体的高动态造成的应力对接收机载波跟踪环影响很大。为了解决高动态环境下的组合导航，分析了GPS接收机载波跟踪环的测量误差和跟踪门限，采用惯导速度辅助GPS接收机跟踪环路的超紧组合结构。超紧组合需要涉及到GPS接收机跟踪环内部编排及高动态环境下的实验数据，难度较大。针对超紧组合仿真专门开发了GPS实时软件接收机、高动态GPS中频信号仿真器和惯导模拟器并构建了一个完整的GPS/SINS超紧组合仿真系统。仿真结果表明，该超紧组合导航系统可以跟踪50g的加速度和10倍音速。     

区间矩阵MIMO定常系统的可控性与可观性

针对ＭＩＭＯ系统可控性和可观性矩阵的特点，建立了一种区间矩阵ＭＩＭＯ定常系统可控性与可观性的充要条件，并给出了详细的理论推导，最后列举实际的例子。在例中与Ｆｒｏｂｅｎｉｕｓ范数区间作了比较，结果表明，如何扰动仅作用于系数矩阵Ａ，则「△Ａ，△Ｂ」的Ｆｒｏｂｅｒｉｕｓ范数区间地大大受到△Ｂ的限制。     

卡尔曼/粒子组合滤波在GPS/INS组合导航中的应用研究

在非线性模型和非高斯噪声条件下，粒子滤波在GPS/INS组合导航系统的观测精度较低时能取得较好的滤波结果，但在高观测精度情况下会导致滤波发散。针对这一问题，在分析了基本粒子滤波器算法原理的基础上提出一种卡尔曼/粒子组合滤波方法，将状态向量分为线性部分和非线性部分，分别用卡尔曼滤波和粒子滤波估计，既保证了简化后滤波算法的结果不会变差，又将运算量大大降低，仿真试验表明，组合滤波器能够获得较高的滤波精度，满足实际的导航要求。     

机动弹头姿态解耦控制方法研究

对大机动弹头再入飞行段姿态稳定控制系统的设计问题进行了分析与研究。根据飞行控制要求 ,考虑了影响较大的气动力和气动力矩因素 ,建立了一个完全表征大机动情况下弹头运动的非线性动力学模型。然后采用非线性解耦控制理论设计了机动弹头的姿态控制系统。仿真结果表明 ,该方法能够保证系统良好的稳定性能。     

基于GPS的多基线姿态系统研究

在QUEST算法的基础上,提出了非单位向量前提下的四元数估计算法。该算法考虑了基线长度对精度的影响,将其应用于自制的GPS多基线姿态系统,计算载体的姿态角,验证系统及算法的精度。通过两次实验结果对比表明:该套GPS姿态系统具有较高的精度,非单位向量的四元数估计算法计算精度明显高于TRIAD算法。     

基于QR分解的快速解算初始整周模糊度方法的研究

GPS初始整周模糊度的求解是利用载波相位进行测量时的关键问题。本文采用了QR分解的方法对双差观测方程中指向卫星的方向矩阵进行QR分解，应用已知基线长度的约束条件依次确定出方程中各模糊度的可能值并建立起模糊度的搜索范围，最后综合基线和方差等简单的约束条件作为检验方法，有效地剔除不合理的模糊度组合。由于该方法不需要确定模糊度的浮点解，且能大大减小整周模糊度的搜索范围，所以使得整周模糊度的解算时间大大减少。文中应用经过双差处理后GPS接收机的实测数据，实现和验证了该算法的有效性。实验结果表明，该算法能快速准确地解算出整周模糊度解。     

整周模糊度动态快速求解

初始整周模糊度的求解是利用GPS载波相位进行测量时的关键问题，本文提出了一种初始整周模糊度在航快速解算方法，该方法由低阶Kalman滤波器和基线约束条件来实现，利用Kalman滤波器动态递推的特性可以实现模糊度的动态解算，由基线约束条件可以有效地剔除不合理模糊度组合，文中对所提出的算法进行了理论推导，并进行了计算机仿真和实测数据分析，仿真和实验结果表明，该算法计算量小，快速准确，适合整周模糊度的快速动态求解。     

北斗导航系统接收机 自主完好性监测算法及性能分析

北斗导航定位系统是我国自主研制的全球导航定位系统,其接收机的自主完好性是决定可靠性的关键因 素之一。文章推导了RAIM(Receiver Autonomous Integrity Monitoring)算法的观测模型,并在此基础上推导了基于 最小二乘法的RAIM算法、故障检测和故障识别算法。仿真表明,该算法可以检测出故障并识别故障卫星。     

GPS/INS紧组合系统导航性能研究

为了提高组合导航的精度和抗干扰性,采用了直接利用GPS接收机原始测量信息（伪距、伪距率）的紧组合方式,详细推导了该组合导航系统的模型,根据全球定位系统（GPS）的误差模型及惯性导航系统（INS）在地固系中的误差方程,以伪距差为量测输入,设计了GPS/INS组合导航系统的卡尔曼滤波器。仿真结果表明,该组合方法可以充分利用GPS的信息修正INS的导航误差,与此同时,INS可以辅助GPS重新快速捕获卫星信号,满足一定的导航精度需求。提高了组合导航系统的容错性,对各种载体的精确导航与制导具有一定的现实意义。