国家自然科学基金(61203225)
- 作品数：32 被引量：203H指数：8
- 相关作者：徐博高伟刘亚龙徐博郝燕玲更多>>
- 相关机构：哈尔滨工程大学天津航海仪器研究所中国舰船研究设计中心更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金黑龙江省自然科学基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程电子电信自动化与计算机技术航空宇航科学技术更多>>
- 基于雷达测距与角位置辅助的SINS空中对准方法被引量：5
- 2019年
- 针对卫星导航受限条件下捷联惯性导航系统(SINS)空中初始对准问题,提出了一种基于雷达测量斜距-角位置匹配模型。推导了传统雷达位置匹配模型方案量测线性化过程,说明了线性化后量测噪声统计特性随斜距变化的缺陷,同时提出直接采用雷达测量的距离和角位置作为量测信息的对准方案。根据雷达与飞行器之间的相对位置关系,建立了雷达斜距与角位置信息辅助的捷联惯性导航系统初始对准量测方程,利用无迹卡尔曼滤波器(UKF)解决了量测方程非线性问题。最后通过200次蒙特卡洛分析仿真验证了算法的可行性,斜距大于50 km条件下,300 s时航向对准误差角统计均值为-0.0289°,统计标准差为0.0377°,同时有较高的水平对准精度,且明显优于传统位置匹配对准方案。
- 徐博王连钊吴雯昊李盛新段腾辉
- 关键词：雷达捷联惯性导航系统无迹卡尔曼滤波
- 迭代容积粒子滤波算法在SINS初始对准中的应用被引量：2
- 2013年
- 在大方位失准角误差的条件下,捷联惯导系统(SINS)初始对准误差模型是非线性的,可以采用粒子滤波(PF)方法进行处理。针对标准PF算法中存在的重要性密度函数难以选取的问题,提出了一种新的迭代容积粒子滤波(ICPF)算法。将Gauss-Newton迭代和容积卡尔曼滤波(CKF)算法相结合,得到迭代CKF(ICKF)算法。该算法利用最新量测信息改进迭代过程中产生的新息方差和协方差,可获得较高的估计精度。由ICKF算法获得粒子滤波算法的重要性密度函数,有效地抑制了粒子退化现象。SINS大方位失准角初始对准的仿真结果和实验结果表明:该算法的滤波精度高于标准PF算法和容积PF(CPF)算法,是一种非常有效的非线性滤波算法。
- 迟凤阳孙枫徐博
- 关键词：粒子滤波
- 量测野值与波束故障条件下SINS/DVL紧组合导航方法被引量：7
- 2021年
- 针对传统捷联惯性导航系统(SINS)/声学多普勒测速仪(DVL)组合导航系统导航精度容易受量测信息质量影响的问题,提出了一种基于波束重构的SINS/DVL紧组合导航系统故障处理方案。以现有的紧组合模型为基础,根据四波束DVL结构特点,提出了新的故障波束速度信息重构方案。针对速度测量异常、量测模型误差及波束信息重构误差等综合引起的量测噪声特性变化问题,根据核函数思想,设计了一种改进Huber鲁棒滤波器。试验结果表明,在1 h波束故障情况下,采用所提出故障处理方案最大定位精度相对于纯惯性定位提高了80%以上。
- 徐博王连钊李盛新
- 关键词：核函数
- 基于通信延迟误差补偿的协同导航算法被引量：6
- 2014年
- 多自主水下航行器(MAUV)协同导航技术是解决水下定位的重要手段。主从式多AUV协同导航系统利用水声通信方式实现数据共享,但由于声速在水中传播较慢,使得接收到的量测信息具有通信延迟。因此,针对通信延迟问题提出了一种新息重建的状态估计补偿方法,通过对从AUV进行状态递推,获得在有无量测延迟两种情况下的状态误差,将此误差作为重建的新息补偿到状态估计中。仿真结果验证了该方法能够有效地补偿协同导航中由于通信延迟造成的定位误差,提高从AUV的定位精度。
- 王文佳孙睿智高伟徐博
- 关键词：协同导航AUV通信延迟扩展卡尔曼滤波
- 多自由度微陀螺结构参数对其动态性能影响分析被引量：4
- 2014年
- 为了解决多自由度微机械陀螺结构设计中存在的参数耦合问题,提出了一种基于增益和带宽最优化的参数设定方法。为了从结构设计和参数限定的角度提高单轴微机械振动陀螺的性能指标,分析了多自由度单轴微机械振动陀螺的参数对于陀螺性能的影响。为了抑制低频环境噪声对于输出信号的影响,陀螺的驱动需要在高频率范围内进行操作。通过理论推演得到在高操作频率下陀螺结构设计中广泛存在于峰值间隔频率、操作频率、阻尼与陀螺性能之间相互制约的内在关系。结合其设计原则,设计出的微机械陀螺带宽为200 Hz、增益提高了5 dB,能满足绝大多数工程应用的要求。
- 郝燕玲刘博胡钰
- 关键词：多自由度微机械陀螺操作频率
- 多AUV协同导航问题的研究现状与进展被引量：47
- 2015年
- 自主水下航行器(Autonomous underwater vehicle,AUV)协同导航是未来50年解决水下中间层区域AUV导航定位的重要方法.本文针对多AUV协同导航,对该领域相关问题的研究进展进行了综述,包括:1)论述多AUV协同导航领域的研究现状,包括协同导航问题界定、特点综述与讨论;2)分析多AUV协同导航系统模型及相关算法的研究进展,包括基于优化的、基于参数估计的和基于贝叶斯估计的滤波算法;3)对协同导航网络下的误差建模与补偿方法的研究进展进行了综述,包括未知洋流的影响、水声通信延迟补偿等;4)从影响协同导航定位精度的角度出发,对AUV协同导航的可观测性与编队最优构型设计的研究进展进行了一系列的分析;5)陈述目前多AUV协同导航中存在的关键问题,并讨论其发展趋势.
- 徐博白金磊郝燕玲高伟刘亚龙
- 关键词：信息融合算法编队构型
- 基于双领航者的多AUV协同导航系统可观测性分析被引量：10
- 2013年
- 针对双领航自主水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)协同导航系统编队设计对系统可观测性的要求,采用非线性系统李导数可观测性分析方法以及矩阵条件数分析理论对基于相对距离量测的双领航者协同导航方法的可观测性进行了定性和定量分析,得出了系统可观测性大小取决于主从AUV间的距离向量以及从AUV速度向量之间的相互关系。针对从AUV处于运动、静止两种状态,分别采用扩展卡尔曼滤波技术对双领航者协同导航算法进行了不同航迹条件下的仿真,对系统的可观测性条件进行了验证。
- 高伟刘亚龙徐博
- 关键词：协同导航非线性系统李导数条件数
- 新型反相位驱动双解耦微机械陀螺设计被引量：4
- 2014年
- 为抑制在微机械陀螺中广泛存在的共模干扰问题,提出一种新型振动微机械陀螺结构设计.陀螺结构采用对称设计,将二自由度振荡系统同时引入到驱动模态和敏感模态中.通过在两个驱动质量块上施加反相位驱动力使驱动模态下质量块始终反向振动.通过左右两个完全相同的框架结构设计,最大限度消除外界振动导致的共模干扰.为消除多自由度驱动模态和敏感模态的耦合,将驱动方向的弹性悬梁引入敏感模态,使微机械陀螺具备双解耦结构.设计出的微机械陀螺,敏感模态增益较驱动模态提高约30 dB.驱动模态和敏感模态的带宽分别为250 Hz和310 Hz.在操作频率区域内可以提供稳定的增益和相位.并且达到有效消除共模干扰的目的.
- 郝燕玲刘博史宏洋
- 关键词：角速度传感器微机械陀螺
- 高敏感度微机械陀螺阵列的设计被引量：5
- 2014年
- 提出了一种新型的四自由度陀螺设计方式,结构设计基于科罗奥利效应采用多敏感模态振动单元组合阵列的形式.与传统二自由度陀螺比较,该陀螺阵列在提高增益的同时保持了本身具有的鲁棒性.在四自由度陀螺的设计中,两个具备固有中心频率差值的完全二自由度振动单元被应用在敏感模态中.通过设定中心频率差值,综合考虑了提高陀螺敏感度和稳定性的因素.陀螺阵列通过联合两个敏感模态振动单元的输出,达到提高敏感模态增益和增强系统敏感度的目的.仿真结果表明:与单个敏感模态振动单元相比,陀螺阵列的增益增加了8dB;而且在敏感模态和驱动模态分别产生了220和160Hz范围内的3dB带宽;两个模态的带宽彼此高度匹配,并且为整个系统提供了160Hz的带宽.陀螺阵列对于结构参数的变化和制造误差都有很强的鲁棒性,从而说明该设计能满足实际需求.
- 郝燕玲刘博周广涛
- 关键词：微机电系统多自由度增益增强
- 惯性系下平台惯导传递对准方法被引量：1
- 2015年
- 由于导弹的高速旋转导致其内部的子惯导平台难以施矩,不能跟踪地理系,在发射前需要使子惯导平台跟踪惯性系,而主惯导则一直跟踪地理系。针对这一情况的传递对准应用问题给出了相应的解决办法。首先介绍了跟踪惯性系平台惯导的工作原理,然后针对这种情况,提出了2种惯性系下传递对准的方法,分别是平台惯性系以及地心惯性系下的速度匹配。经过对比分析,仿真结果说明平台惯性系下的方位失准角精度不高,而地心惯性系下在3个方向上都达到了误差小于1′的精度,是一种可行的对准方法。
- 高伟单为徐博程正生
- 关键词：惯性系卡尔曼滤波
