提高航迹计算精度的方法研究

分析了传统的航迹计算方法存在的系统误差,引入了符号形式的子午线弧长正反解公式,推导出了可以消除该误差进而提高航迹计算精度的精确墨卡托航法。算例分析表明,该方法可以解决航海上不同地球参考椭球下的航迹计算问题,反解精度高达10^-4 m。     

智能手机音频信号与MEMS传感器的紧耦合室内定位方法

基于智能手机内置的传感器,开展了音频信号和MEMS传感器的紧组合室内定位研究.首先,将时频分析技术用于音频信号TOA估计,提出了一种基于短时傅里叶变换和优化互相关方法的两步估计方法.之后,研究了一种基于音频T DOA和行人航迹推算的紧组合定位算法,静态测试的平均定位精度为0.238 m,相比最小二乘方法提高了38.66...     

结合CNN-BiLSTM-SA运动模式识别的自适应步频检测方法

随着位置服务(LBS)的普及,基于智能手机的行人步频检测方法对行人航迹推算(PDR)有重要影响.针对传统步频检测方法在行人多种运动模式下计步误差大的问题,提出一种结合CNN-BiLSTM-SA运动模式识别的自适应步频检测方法.首先根据行人行走特点划分运动模式,使用卷积神经网络(CNN)提取行人不同运动模式的局部特征,利用自注意力机制(SA)对提取的运动特征进行权重分配;再结合双向长短期记忆网络(BiLSTM)挖掘行人运动特征的前后时序关系进行分类识别;然后根据分类结果提出自适应最小峰距和自适应动态阈值两个特征约束的峰值检测算法对步频进行检测,并在步行中动态调整阈值大小.实验结果表明：本文提出方法在8种组合运动模式下步频检测平均误差率为1.31%,与传统峰值检测相比误差率降低5.97%,同时也优于固定阈值法.     

基于航迹线追踪的TERPM定位算法

针对TERCOM（terrain contour matching）算法定位精度对航向误差敏感和算法普适性差等不足,提出了一种基于航迹线追踪的TERPM（terrain profile matching locating algorithm）定位算法。利用INS（inertial navigation system）提供的速度和航向信息对UV（underwater vehicles）的航迹进行追踪,在遍历基准地形时考虑航向误差对数据选取的影响,组合最优匹配的判别方法,提高定位算法的抗噪性。实验结果表明:TERPM定位算法适用于机动UV的精确定位且定位精度对航向误差不敏感;与已有的TERCOM改进算法相比,新算法具有更高的定位精度和更好的抗噪性能。     

WiFi-PDR室内组合定位的无迹卡尔曼滤波算法

针对当前室内定位的应用需求和亟待解决的关键问题,结合城市室内环境下广泛存在的WiFi无线信号以及智能手机传感器信息,提出了一种WiFi无线信号联合行人航迹推算(PDR)的室内定位方法。该方法采用无迹卡尔曼滤波(UKF)算法对WiFi和PDR定位信息进行融合处理,有效克服了WiFi单点定位精度低和PDR存在累计误差的问题。针对融合算法中WiFi指纹匹配计算量大的问题,用k-means聚类算法对WiFi指纹库进行聚类处理,降低了指纹匹配算法的计算量,提高了算法的实时性。通过在华为P6-U06智能手机平台上实际测试,在时间效率上经过聚类处理后系统定位耗时有很大程度的改善,平均降幅为51%,其中最大降幅达到64%,最小的也达到了36%;在定位精度上,当室内人员为行走状态时WiFi定位平均误差为7.76m,PDR定位平均误差为4.57m,UKF滤波融合后平均定位误差下降到1.24m。     

景像匹配仿真的一种新方法

分析了影响景像相关匹配精度的各种误差因素,并给出它们的误差仿真模型,该模型可以适应飞行姿态、飞行器特性、天候等条件变化时的匹配概率估计,并可以与图像特征参数分析方法相结合。实验验证了该模型的有效性,且可以快速地给出景像图的适配性估计图,用于飞行器的航迹规划。     

GNSS-A直线测量模式及航迹组合优化分析

海底控制点的GNSS-A定位精度受到测量船相对于海底控制点的航迹影响,本文针对圆形测量模式垂向几何结构较弱的问题,给出了一种新的基于嵌套圆的直线测量模式的分析方法,研究了直线测量模式的参数可估性,并给出了直线测量模式得到唯一解的条件.同时,详细分析了圆形测量模式下要增加十字航迹的原因,推导出圆加十字测量模式下获得海底控制点最优三维点位精度的走航半径约为1.15倍水深.理论分析表明,在圆形测量模式下增加直线航迹能够有效增强其几何结构,提升定位效能.此外,针对是否存在唯一的最优航迹进行了思考,并给出了相应的见解.最后,利用深海实测数据验证了理论推导的结果,圆加十字测量模式较圆形测量模式对海底控制点定位的精度提升可达1.4 cm.

     

Matlab在北京飞机增雨航迹分析中的应用

飞机航迹分析是飞机云物理和大气环境探测中进行飞行探测资料整合中的一项重要工作,在GPS航迹资料分析中,资料的不连续和经纬度数据进制换算是飞机探测作业分析中常遏的问题。根据北京2004年增蓄型飞机人工增雨探测作业试验期间GPS航迹数据特点,通过Matlab分析讨论其中的问题,利用Matlab良好的矩阵运算功能,对航迹经纬度数据进行换算,并根据航迹记录时间的连续性特点,提出了对不恰当、丢失和重复数据的判断分析方法。分析使用表明,在飞机探测作业航迹分析中,Matlab可以很方便地进行数据分析处理,并能将结果进行多维可视化显示。     

基于六旋翼无人机平台的GNSS干扰源测向与定位系统设计与实现

目前,基于无人飞行器的导航干扰源探测方面的研究主要集中在理论研究与仿真实现阶段[1],文中设计了一种基于六旋翼无人机平台的全球卫星导航系统(GNSS)干扰源测向与定位系统, 并在某飞行场区进行了干扰源定位精度的测试. 该系统主要由六旋翼无人飞行器、干扰源监测测向载荷以及地面站组成. 系统试制完成后,选定开阔环境,通过设置干扰源发射不同的调制方式、不同发射功率的干扰信号,以此来验证干扰源的定位精度.      

Helmert方差分量估计在水下声学定位中的应用

水下声学定位技术是海洋大地测量的关键技术。在测量过程中,通常采用圆走航的方法对海底控制点进行定位。由于圆走航在垂直分量的解算精度相比线性航迹垂直分量的解算精度较差,本文提出采用圆走航和线性走航相结合的方法来确定海底控制点的坐标。考虑到不同走航航迹的数据采用等权模式解算与实际情况不符,采用Helmert方差分量估计的方法确定两类观测值的权。研究结果表明,采用圆走航和线性走航相结合的方法,并采用Helmert方差分量估计的方法确定圆走航和线性走航观测值之间的权比,垂直分量的精度要优于圆走航和线性走航各自独立解算的精度,有效提高了海底控制点的定位精度。