一类捷联惯导系统模糊内阻尼算法的改进

讨论了内阻尼网络对捷联惯导系统的影响,指出载体在导航系内的加速度直接影响系统精度;分析了相关文献模糊内阻尼算法的适用前提及局限性,并提出改进算法。首先利用载体解算的姿态和速度信息对载体系内加速度计输出信息进行相应坐标变换和补偿;而后采用固定点滤波对其进行消噪处理;最后将处理后的数据输入模糊判别器以判断捷联惯导系统的工作方式。仿真和试验结果显示,本文算法更能准确地判断载体运动状态。46h海上导航数据表明,本文算法能准确判断舰船状态而合理选择系统阻尼状态,使系统最大速度误差由2m/s提高到1m/s。     

惯导系统横向坐标法导航性能研究

针对惯导系统横向坐标法,推导了惯导横向坐标系下的系统误差方程,通过求解静基座下的系统误差方程,研究了系统初始误差和惯性测量元件误差对基于横向坐标法的惯导系统的影响,在此基础上完成了系统误差仿真,并与地理经纬坐标解算方法进行比较。理论分析及仿真结果表明:横向速度误差、水平姿态误差为周期震荡型误差,位置误差和航向误差为随时间增长的积累型误差;横向坐标系法可以有效解决惯导地理经纬坐标解算方法的计算奇异和系统误差过大的问题。     

惯导辅助下的动态精密单点定位算法研究

精密单点定位中的模糊度不具有整数特性,如何将其准确求解一直是当前研究的热点。且在定位初始阶段,需要经过长时间观测才能使定位精度收敛到厘米、分米级。为解决上述两个问题,可引入惯性导航系统（INS）输出的短时间内高精度的导航信息,以用于辅助模糊度浮点解快速准确地解算。文中分别介绍了直接利用位置信息代入和构建虚拟观测量的两种最小二乘方法,以及这两种方法下INS导航信息精度与模糊度浮点解精度之间的关系。仿真结果表明:惯性信息的辅助作用能够有效地在定位初始阶段提高模糊度解算的效率和精度、缩短收敛时间、改善定位精度。      

方位大失准角的捷联惯导非线性快速对准研究

捷联惯性导航系统初始对准中,当方位失准角为大角度时,常规的基于一阶线性化的小角度惯导误差方程不能准确描述系统的误差传播特性,捷联惯导的初始对准可归结为非线性状态估计问题。针对方位大失准角情况,本文提出基于UKF的方位大失准角非线性快速对准方案,该方案增加陀螺信息作为新的观测量,可提高方位失准角的对准速度。仿真结果表明,本文所提出的方案能够适用于方位大失准角情况下的捷联惯性导航系统快速对准。     

基于捷联惯导的航空矢量重力测量的降阶滤波算法

捷联惯导系统(SINS)在航空矢量重力测量中的基本功能是比力测量,但是纯惯导不能满足精度要求,因此通常采用卡尔曼滤波SINS/DGPS组合导航来提高比力测量的精度。通过误差状态可观性分析设计一种新的降阶滤波算法,该算法使得比力测量分系统的概念更加明晰,并通过仿真验证新算法的正确性。     

室内环境下立体视觉惯导融合定位

针对室内服务机器人在居家环境下导航定位问题,本文研究了紧耦合非线性优化的立体视觉惯性融合导航方法。本文采用预积分、边缘化、滑动窗口优化等关键技术,提出了一种稳健的视觉惯性导航系统初始化方法。运用于室内家庭服务机器人中,设计并实现了对应的视觉惯性融合导航系统。在搭建的模拟居家环境下,验证了本文系统的初始化方法能够提供稳健、准确的系统初值;最后通过试验验证了本文定位系统的准确性与稳定性,定位误差可控制在0.1 m以内。     

极区惯导编排中地球近似模型的适用性分析

极区基于地球第二近似椭球模型横向坐标系编排复杂,编排本身存在原理性误差,而地球第一近似球体模型虽然存在几何误差,但在极区惯导编排简单,且相对于中低纬度地区,第一近似几何误差较小。惯导极区编排地球模型的选用问题随着极区惯导的深入研究逐渐凸显。针对这一问题,在定义适用于极区的地球近似模型的基础上,推导建立了基于地球第一近似模型几何误差引起的惯导系统误差方程,通过仿真分析对比地球近似模型的惯导误差,分析地球近似模型的适用性。仿真结果表明,地球第一近似模型几何误差会随惯导运行时间发散,而第二近似模型的编排误差随时间变化不大,当惯导运行时间长则地球第一近似模型不再适用。     

静基座捷联惯导解析法对准研究

初始对准是捷联惯导系统的关键技术之一,对准精度直接影响到导航系统的导航解算精度,静基座捷联惯导卡尔曼滤波法对准的精度和收敛时间受模型参数以及初始条件的影响,对于低精度的捷联惯导,这种影响更大,滤波结果往往不能收敛,甚至发散。采用解析法对准是解决上述问题的有效途径,针对静基座解析法对准做了系统研究,推导了惯性器件误差的解析表达式,分析了对准时间与仪器误差估计精度的关系。实测试验结果表明,给予适当的对准时间,解析法对准亦可接近极限精度;同时,在解析法初始对准中,等效天向加速度计零偏可得到有效估计;等效天向、北向陀螺漂移虽可估计,但随机游走对估计结果的影响不可忽视。     

一种改进的UKF算法在捷联惯导初始对准中的应用

Unscented卡尔曼滤波具有精度高、稳定性好、实用性强等特点,因此UKF算法逐渐成为处理非线性滤波问题的有效方法和导航系统中数据处理与信息融合技术的研究热点。但是UKF具有计算量大、效率低等缺点,因此限制了UKF在实时导航中的应用。针对这一缺点,本文提出了一种改进的UKF算法,该算法可以减少UT变换中Sigma点的计算数量,从而提高运算效率;推导了改进的算法公式,给出了适合该算法的初始对准非线性模型,并分析了其精度,用实测数据进行了验证。结果显示,改进的UKF算法性能与传统UKF相当,但效率提升了40%左右。     

融合惯导信息的单目视觉室内定位方法

针对单目视觉定位方法定位精度高但数据源不稳定,而惯性测量组件可稳定获取定位数据却存在累计误差的问题,提出了一种融合惯导信息的单目视觉室内定位方法.该方法利用四参数拟合模型将图像数据转换成定位定姿数据,并在惯导数据解算过程中引入互补滤波修正陀螺仪读数,最后将处理后的数据作为观测值输入到扩展卡尔曼滤波器中,得到最优位置信息.实验结果表明,该方法能够有效地提高室内定位的精度和稳定性.     

光束法平差的一种快速算法

提出了一种基于矩阵块分解的光束法平差快速计算方法,并分析了该算法的时间复杂度和空间复杂度。试验结果表明该算法是可靠有效的。     

一种航空影像快速纠正算法研究

在地理国情监测、农村土地确权等项目中,应用的航摄影像处理软件大多是后处理软件,这些软件往往存在精度高但处理效率不高的问题,而在灾害救援、重大突发事件应急处理等领域需要对航摄影像进行快速处理。本文所研究的算法正是针对这一问题,实现了无人机航摄影像的快速纠正,为应急事件快速指挥提供了高效的解决方案,具有一定的指导意义。     

离散小波变换的快速算法

在离散正交小波变换的快速Mallat算法的基础上,根据小波滤波器的特性,提出一种小波变换及逆变换的快速算法,用该算法进行小波变换及逆变换,对容量为N的一维离散信号样本,可节省N次浮点乘法运算。     

大范围网络RTK基准站间整周模糊度实时快速解算

网络RTK是目前实现高精度实时动态定位的重要手段之一,而网络RTK高精度定位的关键问题是基准站间整周模糊度的实时快速准确固定。对于大范围网络RTK,由于基准站间距离的增加,电离层延迟误差、对流层延迟误差和卫星轨道误差相关性降低,导致基准站间整周模糊度不能快速准确地固定,因此本文提出了一种大范围网络RTK基准站间整周模糊度固定算法。该算法首先利用L1、L2载波相位观测值和P1、P2伪距观测值解算基准站间的双差宽巷模糊度;然后采用Saastamoinen模型和Chao映射函数模型相结合解算双差对流层延迟误差,并将双差宽巷模糊度作为L1、L2双差载波相位整周模糊度的约束关系来确定L1、L2双差载波相位整周模糊度;最后采用CORS站的实测数据进行试验,并将本文的试验结果同GAMIT软件的解算结果进行比对,结果表明该算法可以快速准确地实现单历元双差载波相位整周模糊度的固定。     

地形可视化中快速视区裁剪算法研究

讨论了地形可视化中的视区裁剪技术,分析了多种可能的改进方法,并实现了一种基于层次包围球的快速视区裁剪算法。该算法可以十分快速和准确地判断地形渲染过程中节点和视区的相互位置关系,大大减轻图形系统的负担,有效地提高地形渲染的速度。     

一种遥感影像目标的快速标记算法

遥感影像的分类方法在其研究中占有重要的地位。本文探讨了分类方法中的目标标记方法,比较分析了其原理及各自的优缺点,同时提出了一种快速标记方法。该方法引入了标记号等价结构体,消除了标记号冲突引起的标记差,提高了算法的执行效率,并在实验中验证了该方法的可行性。     

多接收阵合成孔径声纳后向投影成像快速算法

提出了一种内存共享环境下的多子阵合成孔径声纳后向投影快速算法。首先根据后向投影算法的特点设计二维动态数据结构,保存同距离向上的时延和补偿相位信息,省去时延的重复计算;然后在共享内存环境下,将远距离和近距离聚焦运算相结合,实现计算负载平衡;最后通过实测数据的成像试验验证了本文算法的正确性和高效性。     

一种用于影像镶嵌的快速最小二乘序贯算法

为解决影像镶嵌时快速正确地确定影像坐标系和用户坐标系的变换关系问题,本文介绍了一种改进的基于Householder变换的最小二乘序贯算法。该算法可大大减少计算量,提高实用性。     

A Practical Algorithm for the External Annotation of Area Features

One of the subtasks of automated map labelling that has received little attention so far is the labelling of areas. Geographic areas are often are represented by concave polygons which pose severe limitations on straightforward solutions due to their great variety of shape, a fact worsened by the lack of measures for quantifying feature-label relationships. We introduce a novel and efficient algorithm for labelling area features externally, i.e. outside their polygonal boundary. Two main contributions are presented in the following. First, it is a highly optimized algorithm of generating candidate placements utilizing algorithms from the field of computational geometry. Second, we describe a measure for scoring label positions. Both solutions based on a series of well-established cartographic precepts about name positioning in the case of semantic enclaves such as islands or lakes. The results of our experiments show that our algorithm can efficiently place labels with a quality that is close to the quality of traditional cartographic products made by human cartographers.     

倾斜相机式投影的几何解法及其与外心投影的比较

本文根据透视投影的基本原理,给出了关于倾斜相机式投影的几何解法,在此基础上分析了倾斜相机式投影与外心投影的异同,提出了二者比较的一致性条件,并给出了实例验证。