新形势 新面貌 新姿态——写在《地球》创刊三十周年之际

孔子十五岁即志于学,在其年过七旬之后,回首总结了他人生的五个阶段：三十而立,四十而不惑,五十而知天命,六十而耳顺,七十而从心所欲不逾矩。     

SINS的SRC-KF姿态估计算法

基于飞行器载体SINS姿态计算精度要求,提出了一种SINS(strap-down inertial navigation system)的球面径向容积卡尔曼(spherical-radial cubature Kalman filtering, SRC-KF) 姿态确定算法。该算法把笛卡尔坐标系中状态向量变换到球坐标系中,通过Gauss-Hermite求积计算获得2n个球面径向容积点及其权值系数来逼近计算系统状态估计及其方差矩阵,其计算精度可达到三阶;采用四元数姿态建模方法构建新型SINS状态变量与噪声向量相关的姿态方程模型,利用伪观测向量构建观测噪声与四元数相关的观测方程模型,设计系统噪声方差分离计算算法进行系统噪声方差计算,引入拉格朗日乘子算法计算四元数估计均值,最后利用SINS/CCD姿态估计仿真系统开展的SINS 的SRC-KF姿态模型算法进行仿真验证。通过与中心差滤波(CDKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)算法计算结果进行对比,可以看出SRC-KF算法具有计算精度高以及数值计算稳定等特点。

     

CNS/SINS组合导航系统的UKF算法研究

天文/捷联惯性（CNS/SINS）组合导航系统采用姿态组合,可使姿态角处于收敛状态,并有效抑制位置及速度的发散。为提高组合导航系统的精度,本文设计了CNS/SINS组合导航系统的UKF算法,在建立CNS/SINS组合导航系统非线性状态方程及线性量测方程的基础上,首先对UKF的量测更新过程进行简化,降低其计算量;然后,基于平台误差角提出系统状态协方差矩阵中姿态角协方差矩阵的计算方法,并推导了UKF算法中姿态量测值一步预测误差对应的平台角误差向量表达式,进而建立CNS/SINS组合导航系统的UKF算法;最后进行仿真实验。结果表明,相对于线性卡尔曼滤波算法及EKF算法,本文算法可明显提高组合导航系统的各导航参数精度,并且本文算法对滤波器初始姿态角误差变化具有较高的鲁棒性。     

航母运动姿态实时预报

航母运动姿态极短期预报对飞机安全起降是十分重要的，基于对飞机起降安全的考虑，本文提出了一种新的预报方法——艏前波法。显著地增加了有效预报时间。在以往航母运动姿态极短期预报方法中，大都是根据航母运动姿态的历史数据来建模，预报都未用到有关海浪的信息。艏前波法是基于建模理论而提出来的，既用到航母的历史的观测数据，又用到波的有关信息。本方法使用简单，不仅可以保证飞机在航母甲板上安全起降，而且可以提高飞机活动的极限环境条件。     

高分辨率光学遥感卫星宽幅成像技术发展浅析

幅宽是影响高分辨率光学遥感卫星应用的重要指标。本文分析了国际上高分辨率光学遥感卫星宽幅成像的主要途径,介绍了多CCD内视场拼接、多相机外视场拼接、敏捷成像、多星组网等主流宽幅成像方式及其数据处理的技术特点,同时分析了相机垂轨摆扫成像、大面阵相机敏捷拼幅成像等新型星载宽幅影像获取方式,有助于系统地了解高分辨率光学遥感卫星宽幅成像技术进展,对于展望其发展趋势具有一定的参考作用。     

南极普里兹湾船载地磁三分量数据处理分析

船载地磁三分量测量仪(STCM)具有易携带、无时空限制、多参数测量等特点,在极地恶劣环境下,显然比拖曳磁力仪更具优势。对第29次南极科学考察获得的船载地磁三分量数据进行船磁干扰场的校正分离,获得相应的三分量数据以及总场。校正后地磁三分量数据与拖曳磁力数据进行对比,其标准差为47.56 n T,表明其在极区内工作性能良好,数据质量可靠。计算结果为我国首次在极区海域内获得的地磁三分量磁异常,有关的技术流程方法将为今后中国极地科考实施船载地磁三分量测量提供有效的技术支持。     

应用X射线源的航天器姿态测量

在介绍X射线源和X射线探测器、准直器的基础上,重点描述了应用X射线源测量航天器姿态参数的原理和方法。对X射线星扫描仪的结构、扫描观测X射线源方法和矩形准直器响应函数等做了介绍,较详细地论述了应用单准直器X射线星扫描仪和差分准直器X射线星扫描仪确定航天器姿态参数的测量模型,并进行了二者间的比较和分析。简单讨论了X射线星扫描仪测量建模和应用测量模型拟合航天器姿态参数的算法问题。最后,对采用编码孔径系统确定航天器姿态参数的方法做了概括性介绍。     

资源三号卫星全色影像的姿态角常差检测

根据资源三号卫星传感器的成像原理,构建严格几何模型进行直接定位。通过对不同时间的资源三号全色影像进行实验,验证了姿态角常差的存在,并建立校正模型对其进行改正。利用少量控制点改正姿态角常差后,影像立体定位精度可显著提高。不同地区的实验结果表明,姿态角常差不是恒定不变的,需要根据长期观测建立其变化模型。     

还是所长表哥有办法

正前不久的一天上午,宁陵县乔楼国土资源所所长顾伟执法巡查行至许庄村南,远远看到麦田中间停着一辆机动三轮车,旁边一男一女好像正在地里种树。走过去一看,原来是自己的表弟许捣包夫妻两人。"表哥,听说你公务繁忙,这次回来还没顾上去看你,倒在地里见面了。我正在绿化,这不算违法吧?"看样子他是有思想准备,而且他读过几年书,说起话来道理是一套一套的,要说服他恐怕还得费点劲儿。顾伟这样思忖着。     

一种鲁棒的RFM模型定位精度优化方法

针对传统有理函数模型(RFM)系统误差补偿方法局限于姿态角误差小、相机视场角小的情况,提出了一种鲁棒性更好的卫星影像定位精度优化方法。该方法首先通过影像附带的有理多项式系数(RPC)计算出像元视线向量,再根据视线向量恢复出成像时刻虚拟外方位元素;然后对恢复的虚拟外方位元素构建误差补偿模型;最后根据控制点信息求解出模型参数后更新RPC文件。该方法从系统误差产生的原因构建补偿模型,可以规避传统方法的近似假设和条件限制。采用仿真数据和真实数据进行试验的结果表明:当姿态角误差较小时,该方法可达到与传统方法相当的精度;当姿态角误差较大时,可达到比传统方法更高的精度。