Limits in tracking with extended Kalman filters

The classical linearized conversion of measurements from polar or spherical coordinates to Cartesian ones generates a bias restricting the use of this conversion to cases where the bias can be neglected. In this work, the validity limits for the classical 2D transformation from polar to Cartesian coordinates, as derived in previous work, are shown to be too restrictive and the limits for the 3D transformation from spherical to Cartesian coordinates are introduced. Furthermore, quantitative measures for the performance degradation of the commonly used extended Kalman filter (EKF) in comparison with the best linear unbiased estimation (BLUE) filter are obtained by simulating typical tracking scenarios.     

Alpha-beta filters in polar coordinates with accelerationcorrections

The use of polar coordinates is sometimes computationally advantageous for tracking, but complications arise because the position of constant velocity targets is no longer a linear function of time as it is for cartesian coordinates. However, this difficulty can be avoided by using pseudoacceleration correction factors which are added to the prediction equations to give approximately correct system dynamics, but at the expense of an increase in system noise. For alpha-beta tracking filters, these correction factors can be included with minimal degradation in the steady-state error performance of the filter while simultaneously providing substantial reductions in bias errors     

基于冷态叶型生成叶片加工坐标的方法

建立了基于冷态叶型生成叶片加工坐标的方法,包括排序、插值加密、叠加位移量、去倒圆及端区叶型拟合等步骤.以某多级轴流压气机为例,应用该方法生成的加工坐标叶片除端区外主流通道叶高内误差在0.01mm以下,叶片表面波纹度和前后缘曲率良好.通过进口级的数值模拟表明:该方法生成的加工坐标叶片与冷态叶型的误差对气动性能影响小,流量-总压比-等熵效率特性变化微小,叶片进出口气流速度、方向及流场细节等变化较小,满足工程应用的需求.      

基于Gauss平均引数的RNAV进近程序航迹引导参数计算

为准确计算基于WGS-84坐标的RNAV进近程序航路点坐标和航迹引导参数,提供精密RNAV导航数据,降低RNAV进近系统误差,提出了实测跑道入口WGS-84坐标,然后沿跑道中线外推各航路点WGS-84坐标的计算方法。采用Gauss平均引数法对各航段的航线角及航段距离进行了反算,以验证外推航路点坐标的计算精度。通过西南地区某机场＂T＂型RNAV进近程序的设计及飞行验证,该方法可推广到其他机场的RNAV进近程序设计。     

亮星辅助下基于坐标转换的快速星图识别方法

数字天顶仪作为一种地面使用的星敏感器，主要用于高精度定位。为提高仪器的工作效率需要对星图识别的快速性进行研究。通过对恒星像点理论坐标与图像坐标的分析，构建坐标转换模型。依据星表中恒星的分布及星等筛选出视场范围内的亮星，并构建导航星表。结合导航星表完成3颗亮星的准确识别，在识别亮星的基础上解算坐标转换模型的参数。通过构建的坐标转换模型对视场范围内的恒星进行坐标转换，将转换后的星点坐标与提取的星点图像坐标进行匹配完成星图的识别，这样能够提高星图识别的快速性。实验数据表明：在保证识别星点数量的基础上，采用亮星辅助下基于坐标转换的星图识别方法使时间缩短为改进三角形星图识别算法的五分之一。     

低空目标电波折射修正中地球半径计算方法

在防御体系中雷达对低空目标一般呈俯视状况,因此在电波折射修正中必须把地球视为椭球,而不能视为圆球体,否则会产生很大误差.本文通过雷达测量参数和大地坐标与空间坐标的转换,给出了计算雷达电波射线上任意一点对应地球半径的方法.     

突扩燃烧室两相流场数值计算

 本文用两相耦合的观点研究相间掺混作用,用拉氏坐标系跟踪液滴群运动,用欧拉坐标系处理气相场,并采用SIMPLE方法求解气相场差分方程。文中给出了不同的气流进口条件及燃油喷射条件的计算结果及理论分析,以及理论计算与实验结果的对比。     

T型尾翼颤振模型光学测量实验与弯扭特性解算

在FL-26跨声速风洞半模试验段进行了某高速飞机T型尾翼颤振模型的光学测量实验,并依据测量结果解算了尾翼颤振模型的弯扭特性。颤振模型表面用白色圆点进行标记,用于记录模型表面的位移变化,两台固定在风洞试验段上壁板观察孔旁肋板上的400万像素工业相机用来采集图像,采集到的图像通过自主开发的图像解算软件进行图像的识别与求解,计算出尾翼颤振模型表面标记点的三维坐标。模型表面标记点的三维坐标通过坐标变化转换到风洞气流坐标系中,利用不同时刻模型表面坐标的变化计算模型剖面扭角和弹性轴位移的分布。T型尾翼右平尾图像采集实验与弯扭特性计算结果表明,非接触光学测量技术可以用于高速颤振试验的定量分析中。     

一种基于Sobel算子的星敏感器星图预处理方法

星敏感器在太空环境下工作时容易受到杂散光的干扰,对星图进行二值化后直接采用质心法难以从星图中提取恒星星像坐标.针对上述问题,提出了一种基于Sobel算子的星敏感器星图预处理方法,用于提取星像坐标.首先采用Sobel算子计算星图中所有像素的梯度,保留所有大于阈值的像素梯度作为新的星图,然后以新的星图作为样板通过质心法从原...     

用动坐标计算带轴间阻尼器双转子系统的动力特性

简化传递矩阵法用于分析带刚性支承、套齿联轴器、轴间轴承多转子系统的稳态特性非常简便;动坐标系用于分析带定心弹性支承阻尼器的轴对称转子系统则独具优点。本文将两法结合用于分析这类问题比用其它方法简便、省时得多。      

GPS载体姿态测量中的LAMBDA方法研究

研究了采用双基线方案测量载体的姿态,利用 GPS载波相位干涉测量基线矢量,引入 LAMBDA法解算整周模糊度,由 CPU时间图可以看出这种方法能快速而准确地解算整周模糊度,对于实时姿态测量(RAD)系统具有很好的应用价值。     

爪型泵转子理论型线计算机模拟研究

本文针对爪型泵转子的理论型线进行了分析研究。运用计算机手段对转子的理论型线进行了计算与模拟，通过程序计算出型线的点坐标值，并运用计算机动画模拟仿真了转子的旋转啮合过程。     

跨音速非定常流动的Euler方程隐式解

在随时间变化的贴本坐标系中给出求解非定常Euler方程的连续通量分裂法。在此基础上建立了可用于跨音速非定常流动的Euler方程隐式求解法。采用特征向量变换,可在保证原方程组离散化精度的条件下使计算大为简化。针对振动翼绕流特点建立了固连于物体的动坐标与固定坐标间的关系。数值计算在动坐标中进行,既简化网格生成又保证在物面上满足边晃条件。对NACA64A-10冀型绕1/4弦点做简谐俯仰振动的非定常气动力进行了计算,给出了与实验结果基本相符的计算结果。此外,还给出翼型做沉浮及同时进行沉浮与俯仰二自由度振动的非定常气动力的计算结果。     

一种适用于曲面结构的机器人制孔误差在线补偿技术

针对工业机器人应用于飞机零部件自动钻孔时各项误差累积造成制孔精度差的问题，提出一种利用单应关系计算机器人驱动坐标三维偏差，以在线补偿机器人制孔精度的方法。首先利用外部测量设备建立机器人制孔系统中各坐标系关系；在标定阶段，通过以一定倾斜角度固联于机器人末端的相机拍摄一幅安装于制孔工作平面上与刀轴正对的平面标定板图像，并据此完成基于单应变换的手-眼关系标定；在实际制孔过程中，机器人在测距传感器及相机的辅助下，从基准孔理论坐标对应的姿态，不断调整至基准孔正上方理想位置，通过手-眼关系计算基准孔实际位置对应的机器人驱动坐标，然后根据一组基准孔的机器人三维驱动误差，计算三维驱动误差变换矩阵，据此获得这组基准孔邻域范围内各待钻孔的机器人驱动坐标补偿量，从而实现待钻孔定位误差补偿。以飞机结构实验件为对象进行了模拟制孔验证，实验结果表明，补偿前待钻孔三维综合定位误差和法向误差测量值范围分别为2.28~2.85 mm和2.09°~3.93°，平均为2.55 mm和3.30°，补偿后制孔最大误差分别不超过0.30 mm和0.21°，满足自动制孔位置精度要求。     

Multisensor multitarget bias estimation for general asynchronous sensors

A novel solution is provided for the bias estimation problem in multiple asynchronous sensors using common targets of opportunity. The decoupling between the target state estimation and the sensor bias estimation is achieved without ignoring or approximating the crosscovariance between the state estimate and the bias estimate. The target data reported by the sensors are usually not time-coincident or synchronous due to the different data rates. Since the bias estimation requires time-coincident target data from different sensors, a novel scheme is used to transform the measurements from the different times of the sensors into pseudomeasurements of the sensor biases with additive noises that are zero-mean, white, and with easily calculated covariances. These results allow bias estimation as well as the evaluation of the Cramer-Rao lower bound (CRLB) on the covariance of the bias estimate, i.e., the quantification of the available information about the biases in any scenario. Monte Carlo simulation results show that the new method is statistically efficient, i.e., it meets the CRLB. The use of this technique for scale and sensor location biases in addition to the usual additive biases is also presented.     

基于声震探测技术的靶场炸点坐标测量误差分析

针对靶场试验时需要精确确定弹丸落点（终点）坐标的问题,提出一种声震波联合定位方法,该方法具有监控范围大、不受自然条件影响、能发现未爆弹、性价比高、反应快等特点。该方法按照一定的阵形布设传感器,依据弹丸爆炸时产生的声波（或是未爆弹落地产生的震动波）到达各传感器的时间差,采用TDOA（TimeDifferenceofArrival,到达时间差）方法对弹丸落点坐标进行计算。具体阐述了TDOA方法的定位原理,并给出了整个测量系统的组成,简要叙述了整个测量系统的部署方案;采用GDOP（GeometricalDilutionofPrecision,几何稀释精度因子）方法分析了定位误差的主要影响因素,并对各种影响因素带来的误差量进行了详细分析与计算;最后采用本文设计的测量系统针对大口径火炮弹丸终点坐标的测量在靶场进行了试验,试验结果与理论分析的误差较一致,定位精度满足测量的要求。该方法满足靶场快速测量的要求。     

GPS 双基线载体姿态测量研究

研究了采用双基线方案测量载体的姿态,利用GPS双差相位测量基线矢量,双差伪距观测值辅助解相位整周模糊,双频时引入空间变换缩小置信空间搜索次数,通过实例分析得出了正确解算相位模糊与观测次数、伪距测量精度的关系,并利用误差传播定律对姿态测量精度进行分析,结合卫星星历数据计算表明,在卫星运行周期内航向角和俯仰角平均测量精度在一定条件下优于2mrad.     

流面坐标系特征线法对超音速三维机翼及细腰体绕流的计算

 本文根据文献〔1〕求得的流面坐标系中准确的沿两个流面（ξ³和ξ²=C²）四条双特征线法对圆-椭圆三角翼作了计算,并与文献〔2～4〕的结果作了比较。以类似方法对超音速绕细腰体的流动也作了计算并与文献〔6〕作了比较。     

有中心锥圆排波瓣喷管引射器内流场模拟

为了了解有中心锥圆排波瓣喷管引射器内流场和温度场的特性，从圆柱坐标系出发，推导了非正交曲线坐标系下引射器内流场的基本方程，采用SIMPLEC算法和一种完全压力修正方法，在同位网络上求解了流场控制方程，并与实验测量结果进行了比较，结果表明，在中心锥壁面的作用下，圆柱混合管中流向涡很快形成，次流的低温等值线可以延伸至混合管中心轴线处，计算结果与测量值符合较好。     

用Total Lagrangian增量有限元法分析固体火箭发动机的应力和变形

 在文献[1]中,作者分析了固体火箭发动机在各种工况下的应力和变形,但主要结果都是在药柱小变形假设下得到的。随后作者从一般连续介质力学的原理出发,采用Updated Lagrangian法（简写U.L.）求解二维、三维粘弹性的大变形问题。