UUVs集群协同定位的分散式增广信息滤波方法

无人水下航行器集群协同作业能够扩展单体UUV的感知范围,实现单体UUV无法或难以完成的复杂任务。由于水下环境的复杂性及UUV各传感器存在观测限制、时延等问题,传统分散式Kalman滤波方法所需要的庞大实时通信在实际中难以实现,使得当前UUVs集群协同定位为不严密的解算。本文提出一种以增广信息滤波为核心的UUVs集群协同定位分散式滤波方法,在顾及算法严密性的基础上实现了UUVs分散式协同定位。每个UUV平台根据本地的传感器数据建立自己的状态链,同时广播自己的观测信息,各个平台协同完成信息矩阵的Cholesky修正。基于严密的数理理论证明了所提出的UUVs协同定位的分散式滤波与集中式滤波的一致性,并与传统方法进行对比分析。理论仿真分析表明,较之传统方法单体UUV的观测更新或两个UUV之间的相互观测都会导致UUVs集群全体状态更新,本文方法使得观测更新仅与观测直接涉及的UUV相关,有效地降低了通信载荷,实现观测信息的即插即用,扩展性良好。     

����������С���˶��溯������������شų�ģ���о�

?????溯????????????????????????????????????????????????????????С???????????????????????????????У??????????????????????????????????????????????????????????????????У?????????????С????????ж???????Ч????С?????????????????????????????????????????С??????????溯?????????????????????????????????????????     

优选小波函数的小波神经网络预报GPS卫星钟差

为了提高卫星钟差预报的精度,针对小波神经网络(WNN)模型未能根据实际情况选取合适的小波函数的问题,本文提出一种基于"Shannon熵-能量比"的优选小波函数的小波神经网络钟差预报模型。首先利用小波函数对钟差一次差分数据进行连续小波变换,得到变换后的小波系数。然后分别计算小波系数的能量值和Shannon熵值,将"Shannon熵-能量比"(SEE)作为最优小波函数选择的评价指标,以指导选择最适合的小波函数作为WNN模型的激活函数。最后利用优选的WNN模型对卫星钟差进行预报,对预报的结果进行对比分析。结果表明:该评价指标能够根据卫星钟差实际情况准确指导WNN模型选择合适的小波函数,提高WNN模型的预报精度和适用性,使该模型可以实现卫星钟差较高精度的预报。     

一种改进的LLL模糊度降相关算法

针对GNSS载波相位精密定位中的整周模糊度解算问题,引入格基规约的思想,基于系统旋转的Houscholder正交变换对现有的LLL规约算法进行了改进,并将长度规约的比较范围扩大到n维,对规约基向量进行预排序,提出了HE-LLL规约算法。在不同观测时段长度和不同基线长度的情况下,分别从条件数、规约时间、非正交化指标以及正交化列向量长度变化趋势等方面将HE-LLL规约算法与改进前算法的规约效果进行了比较,结果表明,HE-LLL算法大大提高了规约效率,且对正交化列向量的长度具有很好的约束作用。     

一种改进的组合导航系统选星算法

针对GPS,GLONASS,BDS组合导航系统定位中卫星的选择作了相关分析。首先用STK软件进行仿真,分析几何精度因子与卫星数的关系,得出组合导航系统最佳选星数;再根据卫星星座的空间几何分布,基于次优选星算法的成本函数模型,结合各导航系统卫星测量精度的差异性以及次优选星算法的峰值、不稳定特点,构建一种以卫星高度角和载噪比确定的加权成本函数模型,提出一种依据加权成本函数选星的分步次优加权选星算法。实验结果表明,该选星算法能近似到达最优选星算法的效果,计算负荷也相对较小,可满足导航定位解算精度和实时性要求。     

全球板块运动背景场及ITRF2005VEL的建立

简要分析了最新的国际地球参考框架ITRF2005实现的基本情况及其相对于ITRF2000的改进,以ITRF2005为参考框架建立了新的全球板块运动模型ITRF2005VEL.建模时,首先根据测站的分布和速度场的精度对测站进行初步剔除,然后采用相似变换的方法对全球ITRF2005测站的速度场数据再进行第2次筛选.根据筛选结果利用最小二乘方法建立了全球板块运动背景场及其运动模型,给出了全球11个主要块体的运动参数.此结果与其他学者建立的模型相比,总体上有很好的一致性,但在个别块体上也有所差异.     

抗差趋势面探测海洋磁力测量异常数据

数据质量控制是基于多面函数建立海洋局域地磁场模型中的重要环节.针对趋势面检测在异常数据较多时存在一定的局限性,引入了抗差趋势面来检测异常数据.实验显示检测效果优于普通趋势面检测,且在异常数据含量增大时仍有较好的稳定性.进一步比较了基于两种检测方法建立的多面函数模型,结果表明基于抗差趋势面质量控制建立的模型确实具有较好的...     

地球自转和固体潮对地球重力场时变特征的影响

精密和详细测定地球重力场及其时间变化，是目前卫星重力测量的主要课题。基于高精度的固体潮展开，研究了地球自转和固体潮对地球重力场时变特性的影响。给出了适合应用于潮波法的理论公式，该公式不同于IERS（92）（96）历书频谱法公式，考虑了4阶潮汐效应，精度可达到10^-11ms^-2量级。改正了IERS（96）关于永久性潮汐处理的不妥之处，即指出要用长期Love数代替固体潮Love数的理由，并利用潮汐数据进行了计算，给出了理论公式可为高精度地球重力场时变特性的研究提供理论参考和依据。     

Householder正交变换在模糊度降相关算法中的应用

在GNSS模糊度解算的过程中,由于模糊度之间存在相关性,为减少搜索时间需要对模糊度的协方差矩阵进行降相关处理。降相关算法的优劣将直接影响到模糊度搜索的效率。本文基于Householder正交变换提出了一种新的降相关算法,并利用随机模拟数据和北斗实测数据,从谱条件数、平均相关系数和规约时间3个方面将Householder算法与目前较为流行的LLL算法以及逆整数Cholesky算法进行了对比。通过实验分析得出,Householder算法能够明显改善降相关处理的效果。但是该算法仍存在规约时间较长的不足,需要进一步完善。     

形变分析中权矩阵的确定

介绍了形变分析中经常采用的两种方法:直接法和间接法.针对形变分析中关键的形变参数及其精度估计问题,提出了改进间接分析方法,即采用验后方差估值和协方差矩阵重新定义间接法中伪观测值的权矩阵.通过分析和算例表明,改进以后的间接法计算得到的监测网的形变量更能准确的反映实际形变情况.