卫星导航定位方程的病态条件

定位精度因子(PDOP)上限取值是导航星座设计及其性能评价的基本依据。本文系统地论述卫星导航定位方程及其精度评定算法以及线性方程病态条件,通过实测和仿真数值试验结果对比分析,详细论证PDOP与卫星导航定位方程病态条件的关系,进而确定PDOP上限取值,以满足实际工程应用需求。     

GNSS/SINS组合导航中多路径效应的识别与抑制算法

针对GNSS/SINS组合导航系统中,GNSS定位易受多路径效应影响的问题,提出了一种多路径效应识别与抑制算法。通过设计姿态检测与χ^(2)检验相结合的两层多路径效应识别方法,实时检测GNSS输出结果的可靠性和GNSS/SINS二者定位的一致性。将提出的抗野值自适应滤波算法用于对多路径误差的抑制,当检测到GNSS受多路径效应影响时,通过残差加权减小异常量测量在量测更新中的比重;当GNSS定位正常时,通过限定记忆指数加权的方式计算残差协方差的极大似然最优估计,并采用渐消滤波提高滤波器的调节能力。通过实际跑车试验验证了该算法能够有效抑制GNSS多路径误差,具有较高的导航精度与自适应能力。     

基于Hadamard方差的导航星座自主时间同步算法研究

文章在总结国内外研究成果基础上,针对GPS铷钟虽然短期稳定性较好,但采用Allan方差描述铷钟频率稳定性时,其钟差状态方程仅为两参数,在较长平滑时间里存在时钟漂移和甚低频噪声的影响,使噪声特性淹没或估值不收敛的缺陷,引入Hadamard方差建立了三参数系统状态误差模型,通过三次采样方差从模型上解决了线形漂移和甚低频噪声的影响问题。在时钟系统状态模型和星间双向测量方程建模基础上,给出了工程实用的标准Kalman基本滤波方程。数值分析仿真表明,采用Hadamard方差描述时钟频率稳定性显著提高星载时钟自主同步精度,从而克服了Allan方差描述产生的频率漂移影响较大和甚低频噪声不收敛的问题。     

一种深度强化学习制导控制一体化算法

研究了一种基于深度强化学习理论的制导控制一体化算法。不同于传统的制导控制一体化算法和制导控制回路分开设计的方法,基于深度强化学习理论的制导控制一体化算法利用深度学习强化算法生成一个智能体,智能体根据导弹的观测量生成舵偏角控制指令准确拦截目标。首先将制导控制问题转化为一个马尔可夫决策过程,然后提出了一个权衡制导精度、能量损耗和飞行时间的奖励函数,将制导控制问题转化到强化学习问题的框架中。最后采用深度确定性策略梯度算法,求解提出的强化学习问题,训练得到制导控制智能体,智能体根据导弹观测量生成舵偏角指令。通过进行大量的数值模拟,验证了提出的制导控制一体化算法的有效性和鲁棒性。     

智能结构及其控制系统集成优化设计

将智能结构的振动控制性能指标和集成结构的质量为目标函数，结构尺寸参数和控制系统的控制参数同时作为独立的设计变量，并施加约束条件，从而将智能结构及其控制系统集成优化设计问题转化为多目标数学规化问题，数值结果表明，利用本文方法设计出的智能结构及其控制系统，能极大地抑制系统的振动。     

在轨服务航天器导航系统仿真研究

在轨服务航天器（On|orbit Servicing Spacecraft—OSS）具有重要的军事和民用价值。 分析了OSS的导航任务,给出了导航系统总体方案并设计了导航工作模式。构建了OSS导航仿 真系统的总体框架,分析了OSS导航仿真系统组成及仿真支撑环境,基于MATLAB／RTW仿真平 台开发了OSS导航数字仿真软件。对数据时间同步技术、导航模式切换技术、推力分配算法 等关键技术进行了分析。
     

北斗卫星导航B1I信号电文双向差分解调技术

卫星导航系统在高轨航天器自主导航应用中,面临接收到的卫星信号微弱且动态变化大的问题。为此,导航接收机通常采用锁频环（FLL）跟踪卫星导航信号的载波。由于FLL只锁定信号载波频率而不锁定载波相位,需采用差分解调技术应对高轨航天器自主解调导航电文的要求。为进一步提升导航电文差分解调性能,在解析差分解调比特误码率传递规律的基础上,提出了前后双向差分递归解调的改进方法。以北斗卫星导航系统B1I信号为例,开展了蒙特卡罗模拟仿真测试。测试结果表明,相较于常规的单向差分递归解调,前后双向差分递归解调方法将电文译码性能提升了约0.5 dB。     

金刚石NV色心的矢量磁场测量方法研究

在地磁导航技术中,矢量测量技术提供了比标量测量技术更多的信息,例如角度和方向等。近年来,基于金刚石氮空位（NV）色心的量子传感技术在矢量场检测领域,因具有高灵敏度、高空间分辨率和全固态等优点而被广泛关注。然而,由于平台的局限性,无法用于移动式测量和外场测量。为了解决这一问题,提出了一种便携式小型集成NV矢量磁强计,并采用多通道、同时锁频方法实现三轴矢量磁场测量。该方法可以同时测量NV色心中磁场的所有笛卡尔分量,并从收集到的荧光信号中提取和所有NV轴相关的自旋共振位移,用于矢量磁场测量。实验结果表明,磁强计的噪声峰峰值为X轴0.114 nT,Y轴0.106 nT和Z轴0.093 nT,与理论值相比,误差在1%~4%之间。     

SINS／GPS组合系统的蒙特卡洛仿真

以考虑位置误差相关项的伪距率观测模型,对遥感中使用的SINS/GPS为距、伪距率组合系统进行了蒙特卡洛仿真。结果表明,组合系统的长期位置精度能达到5m以内;GPS数据更新率低于SINS,在GPS测量时间间隔内,组合系统的性能仅由SINS决定,虽然SINS的误差随时间积累,但在GPS测量时间间隔为秒数量级的情况下,即使采用中等精度的惯性的误差随时间积累,但在GPS测量时间间隔为秒数量级的情况下,即使采用中等精度的惯性仪表,其相对位置精度可达到厘米级（这里相对位置精度指组合系统在GPS测量时间间隔内位置误差的变化范围）。     

基于神经元的容错组合导航系统设计

本文讨论了容错组合导航系统中的多传感器信息融合问题,提出了一种用于多传感器组合导航系统信息融合的神经元方法。通过仿真实验,验证了这种方法的可行性,并分析了该研究领域所存在的问题,提出了可能解决的技术途径,并预测了未来的发展趋势。