基于惯性系双积分的分布式POS抗干扰对准方法

分布式P OS是一种基于惯性/卫星组合技术的柔性基线多节点高精度时空测量系统,是多任务航空遥感载荷高精度成像的关键装置.然而,外部扰动及节点间的柔性连接使得分布式P OS不能采用传统解析粗对准方法进行高精度初始对准.为实现分布式P OS系统在外部扰动下获得高精度初始姿态,提出了基于惯性系双积分的抗干扰对准方法,通过双积分去噪原理极大降低外部扰动影响,最后对算法进行了三轴转台实验和飞行实验验证.实验结果表明,该方法能够有效隔离载体的动态干扰,实现了分布式P OS各节点初始姿态信息的高精度测量.     

基于SVD的R-T-S最优平滑在机载SAR运动补偿POS系统中的应用

 机载合成孔径雷达（SAR）运动补偿用位置姿态系统（POS）的导航精度直接影响SAR成像的效果。为进一步提高POS的导航精度和数值稳定性,提出将基于奇异值分解（SVD）的Rauch-Tung-Striebel（R-T-S）最优固定区间平滑应用于POS后处理中。在基于SVD的前向卡尔曼滤波（KF）的基础上,进行了基于SVD的后向R-T-S最优固定区间平滑,获得位置、速度和姿态的最优估计。该方法将原算法中均方误差阵进行奇异值分解,不仅具有很好的数值稳定性和鲁棒性,而且避免了矩阵的求逆。半物理仿真结果表明,该方法在导航精度和数据平滑度上明显优于目前工程中应用的KF,是一种有效的事后处理方法。     

U-D分解的固定点平滑新算法及其在飞行试验中的应用

 本文根据Rauch固定点平滑公式,提出了一种U-D分解的固定点平滑新算法。这一算法不仅具有良好的数值稳定性和可靠性,而且计算量较少;计算效率是Bryson-Ho Y C固定点平滑计算效率的1.5倍以上。将这种新算法用于飞机运动状态初值的确定,提高了飞机气动参数辨识精度。     

UKF方法及其在方位跟踪问题中的应用

采用UKF(Unscented Kalman Filter)方法处理了平面内地面站对目标的方位跟踪的估计问题。目标的位置和速度由选定的高斯分布采样点来近似，在每个更新过程中，采样点随着状态方程传播并随着非线性测量方程变换，由此不但得到目标位置和速度的均值及较高的计算精度，而且避免了对非线性方程的线性化过程。仿真结果表明，UKF方法比传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法有更高的估计精度，并能有效地克服非线性严重时，方位跟踪问题中很容易出现的滤波发散问题。     

模型预测滤波在机载SAR运动补偿POS系统中的应用

 机载合成孔径雷达（SAR）运动补偿用位置姿态系统（POS）的定位精度直接影响SAR成像的效果。为进一步提高POS的导航精度,提出将模型预测滤波（MPF）与扩展卡尔曼滤波（EKF）相结合的方法应用于POS中。该方法不需要假设模型误差为高斯过程,并能够在线实时估计并修正系统模型,有效解决了MPF算法与系统模型不完全兼容的问题。飞行试验结果表明,该方法的收敛速度和滤波精度均明显优于目前工程应用中的KF和EKF,特别是大大提高了POS的定位精度;同时该算法与线性滤波KF的计算量相当,更好地满足了工程应用对导航精度和实时性的要求。     

需求工程方法在机载系统研发中的应用研究

通过对需求工程的理论方法进行阐述,探讨机载系统研发过程中开展需求工程方法理论的应用研究。结合MBSE系统工程V模型流程说明航空产品研发各阶段与需求工程如何对应;结合ARP 4754A阐述复杂航空系统正向研发流程中需求工程如何实现。重点剖析机载系统研发过程中如何应用需求工程的技术流程,即需求开发,进行需求捕获—需求分析—需求分配—需求验证,来提升研发效率和产品质量,并辅以空气管理系统研发为示例演示系统研制过程中的需求开发过程。     

一种基于非线性跟踪-微分器的角加速度估计方法

针对仅能获取角度信息的角加速度估计问题,基于卡尔曼滤波和非线性跟踪-微分器设计了一种角加速度估计算法。该算法利用卡尔曼滤波得到角速度的估计值,并以此为基础采用非线性跟踪-微分器对角加速度进行估计,通过对卡尔曼滤波与跟踪-微分器角加速度估计进行合理融合获得最终的角加速度输出。仿真结果表明,所设计的估计方法能满足视线角加速度的估计精度要求,具有一定的工程应用价值。     

基于控制线方法的机载SAR和可见光图像匹配应用研究

根据无人机(UAV)景象匹配导航的现实需求,对具有典型人造场景的机载合成孔径雷达(SAR)图像与可见光图像,提出一种基于直线特征的SAR图像与可见光图像配准方法.首先,利用改进的直线段检测(LSD)方法提取图像直线特征;其次,构造控制线并设计了一种基于控制线的图像配准方法;最后,依据仿射变换模型实现了待配准图像的精确自动配准.实验表明,在SAR和可见光图像存在较大灰度差异、旋转和平移的情况下,该算法仍能精确配准图像,且运算时间大幅减少,能够满足一些实时性较强的应用.     

基于联邦自适应滤波的分布式传递对准方法CSCD

为解决复杂飞行环境下由于机翼的挠曲变形等因素导致分布式传递对准的精度下降和稳定性差的问题,提出了一种基于27维状态变量传递对准模型的新型联邦自适应滤波算法。首先,子滤波器采用基于R和P自适应更新的卡尔曼滤波算法并结合27维传递对准模型进行单点传递对准。然后,主滤波器采用基于误差协方差矩阵的原则,对多个子滤波器的冗余信息和信息权重进行信息融合以及自适应分配。基于实际飞行数据的半物理仿真实验表明:该方法在一定程度上提高了分布式传递对准的稳定性和精度,姿态估计稳定性得到明显提高,动态杆臂以及航向角估计精度分别提高了61.54%和42.35%。     

一种基于通信事件的机载分布式软件调试方法

多应用分区的开发与综合是IMA系统开发的核心工作之一，而如何控制和调试基于分区间通信的分布式协作行为是关键所在。引入”通信事件”对分区间通信活动进行抽象，提出通信事件调试方法，对分区间通信的源分区和目的分区进行同步控制和对通信活动进行协同调试。进而提出一种将通信事件调试和代码调试有机结合的混合调试方法，论述了方法的调试过程以及在实践中表现出来的优点与不足。     

基于资源共享的分布式机载软件测试系统设计

随着装备软件系统的发展,越来越多的硬件功能软件化,装备软件的发展朝着高综合、高集成、一体化的趋势发展。目前航空航天装备软件中,嵌入式软件占据主导地位,相较通用计算机软件,嵌入式软件的测试具有面向特定应用,有实时操作系统支持,运行芯片和平台较为固定,并且需要特定的数字总线资源进行数据注入等特点。尤其对于复杂的,高度综合化模块架构的嵌入式软件系统软件测试,对于测试和验证系统的要求也越来越高,数据采集、数据记录、数据激励、数据监控、数据分析等各种测试和验证系统的需求也使得综合化软件测试验证系统结构越来越复杂,基于分布式架构的软件测试系统已经成为必然趋势。结合嵌入式综合化软件测试系统的功能要求以及测试系统的特点,提出了一种基于对等架构下的分布式测试系统设计,该设计不仅能够满足嵌入式软件运行平台规模的扩展,也能够在分布式架构下实现软件运行平台内部资源的共享。     

一种适应多DSP应用的动基座对准滤波分布式计算方法

工程实际应用受限于DSP芯片在线解算能力、器件精度的约束,无法在短时导航周期内完成大量高精度迭代运算,尤其一般的单DSP芯片无法满足系统庞大的数字处理需求和实时性要求,只能采取调整算法或者在软件上降低计算精度来让步处理,增加了系统复杂度的同时也影响了算法最终的解算精度。利用多嵌入式DSP系统同步处理高效、编程方便和应用程序容易维护的特点,配合一种多元统计的主成分分析方法,设计了分布式滤波计算方法,用于解决动基座对准运算复杂、矩阵计算量大等问题,具有较强的应用价值。     

基于新息正交性的Kalman滤波抗野值法在POS中的应用

 针对位置姿态系统（POS）应用中全球定位系统（GPS）野值会降低滤波精度和稳定性的问题,提出将基于新息正交性的Kalman滤波（KF）抗野值法应用于POS数据处理中。该方法首先通过判断KF新息过程的正交性是否丧失来判别GPS的位置和速度数据中是否出现野值,然后采用活化函数对含有野值的量测值进行加权限制,使修正后的新息过程能够保持正交性质,从而达到辨识并修正GPS野值的目的。车载试验结果表明,该方法能够有效辨识并抑制GPS野值对滤波精度和稳定性的不利影响,其在GPS野值点处的位置、速度精度比标准KF提高了1~2个数量级。     

基于ATmega128的机载大容量存储器设计

介绍了用于某型号飞机的大容量存储器的设计方案。以ATmega 128单片机为核心进行大容量存储器软硬件设计，采用高速RS422接口进行实时数据通讯，采用Flash存储器实现了2GB大容量存储；利用以太网接口完成10MB／s的高速数据读取。文章给出了系统的程序流程和通用串行口的详细设计和实现。     

一种基于Gabor滤波的不同聚焦图像融合方法

提出了一种基于Gabor滤波对不同聚焦图像融合的方法。通过取不同方向的Gabor滤波器对待融合的图像进行多方向滤波,从而提取出不同方向的高频能量,再通过比较高频能量大小来判断属于清晰还是模糊像素,以此达到融合不同聚焦图像的目的。实验表明这种方法简单有效,给出了图像融合的实验结果,并与小波变换和简单取平均融合结果进行了比较。     

一种基于u检验的空海目标分类方法

阐述了对于机载雷达,测高精度不高,特别是对远距离目标的测高精度更差,因而利用机载雷达提供的高度信息进行空海目标分类存在很大的不确定性。为了能有效地利用目标高度信息进行空海目标分类,把空海目标分类问题看成是一个u检验问题。首先,给出了用于空海目标分类的判别函数;然后,给出了一种决策规则,并推导出决策门限的计算公式和空中目标误判为海面目标的概率的计算公式;最后,通过仿真表明该算法的简易性和有效性。