中国航空科学基金(2007ZC51027)
- 作品数：9 被引量：126H指数：6
- 相关作者：王新龙王海涌周文睿马闪赵彦武更多>>
- 相关机构：北京航空航天大学空军指挥学院更多>>
- 发文基金：中国航空科学基金航天支撑技术基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术自动化与计算机技术更多>>
- 高空长航时无人机高精度自主定位方法被引量：13
- 2008年
- 针对传统基于轨道动力学模型及非线性滤波进行间接敏感地平天文导航定位方法在实际应用中的局限性,提出了一种适用于高空长航时无人机自主导航定位的快速间接敏感地平天文解析定位新方法。分析了星光折射视高度天文量测的机理,导出天文三维定位的解析表达式,详细阐述了利用最小二乘微分校正法代替非线性滤波的天文定位方法,通过直接求解非线性量测方程组即可得到飞行器的精确位置信息,并对这种定位方法的定位精度进行了理论分析。该天文定位方法利用了星光折射间接敏感地平精度高的特点,又不需要飞行器动力学模型也不需要任何先验知识,算法简单可靠,计算量小,而定位精度与传统方法相当。最后,通过计算机仿真,验证了这种天文定位方法的有效性。
- 王新龙马闪
- 关键词：无人机自主导航天文导航星光大气折射最小二乘估计
- 分块峰值点局部区域生长的星像提取被引量：10
- 2012年
- 为了获得高精度、高更新率的抗噪声性能,对星敏感器星像提取环节进行了研究。首先,分析星图中星像灰度的分布特点,建立了判断某个像素是否与峰值像素归属同一星像的标准。然后,介绍了像元阵列分块方法和背景预测法。最后,结合星像的特点提出了以峰值点为种子点的区域生长准则。仿真实验结果表明,在不加噪声的情况下,提取出的星像与参考星图完全一致,用质心法得到的亚像素定位精度为0.028 2。在添加均值为20、标准差高达2.5的强高斯灰度噪声的情况下,提取率仍能达到86.11%,质心精度则下降到0.219 6pixel。均匀性很差,信噪比低于4.9dB的实拍星图实验结果也证明该方法有很强的星像提取能力和准确性,能够满足强噪声弱星像质心提取的强抗干扰能力的要求。
- 王海涌武文卿薛晓峰赵彦武
- 关键词：星敏感器分块区域生长法高斯分布
- 基于姿态四元数的SINS/星敏感器组合导航方法被引量：3
- 2010年
- 分析了一种星敏感器多矢量定姿原理,在考虑了惯性元器件误差及星敏感器误差的基础上,建立了SINS/星敏感器组合导航系统模型;以模拟的实时星敏感器测量信息为基础,通过将SINS确定的载体相对惯性空间的四元数姿态信息与星敏感器输出的高精度四元数姿态信息进行信息融合,实时估计出陀螺漂移量及失准角并对SINS进行在线修正,从而达到保证SINS高精度导航的目的。最后,通过仿真验证表明了这种SINS/CNS组合反馈校正方案的可行性和有效性。
- 吴小娟王新龙
- 关键词：捷联惯导系统星敏感器组合导航陀螺漂移四元数
- 光纤陀螺温度与标度因数非线性建模与补偿被引量：9
- 2009年
- 研究了光纤陀螺FOG(Fiber Optic Gyroscope)温度效应和标度因数非线性误差的复合建模及补偿方法.分析了热作用于光纤环引起光路非互易性的机理,针对由温度和标度因数非线性引起的严重非线性漂移误差,提出了一种改进的实用精确补偿FOG温度和标度因数漂移的分段复合建模方法.通过对VG951型FOG全温度和全角速率范围内实际测试数据进行建模及处理表明,经分段复合模型补偿后,陀螺漂移从4.4()°/h减小到0.1()°/h,较传统补偿方法的精度得到大幅度提高,实验验证了建模方法的精确性及补偿方法的有效性.
- 王新龙马闪
- 关键词：光纤传感器温度模型标度因数非线性模型
- 载体运动对星敏感器星点光斑定位的影响分析被引量：3
- 2010年
- 为研究载体运动对星敏感器测量精度的影响,首先,根据星点光斑细分定位算法,对星点光斑质心提取的误差来源进行了分析;然后,根据光学成像原理,分别建立了由载体角运动和振动运动造成的星点光斑变形的数学模型,并利用质心法对发生变形的星点光斑造成的定位误差进行了分析;最后,对由载体的角运动和振动造成的星点光斑定位误差进行了仿真验证。仿真结果表明,载体角运动造成的星点光斑定位误差随角速度的增大而增大;载体振动造成的星点光斑定位误差随着振动频率的增大呈现振荡衰减的趋势,与振动振幅成近似线性增长的关系。
- 季家兴王新龙
- 关键词：天文导航星敏感器角运动振动
- 基于高斯分布的星像点精确模拟及质心计算被引量：66
- 2009年
- 为提高星敏感器仿真系统的精度,提出了基于高斯规律的模拟星像点的灰度扩散方法和高斯质心提取算法。按照二维高斯分布规律置灰度值来模拟星像点像素,对称中心是映射坐标而不是取整的中心像素坐标,以便准确模拟实际星像点散焦及像差导致的灰度扩散。高斯质心提取亚像素定位过程包括像素粗定位和偏差精定位两个步骤,基于高斯规律建立了一个分段函数实现偏差精定位。在星像点噪声为N(0,1.22)的仿真条件下,整个偏差区间[-0.5,0.5)pixel内高斯质心定位标准差为0.007pixel,远小于灰度重心法的0.041pixel和加权灰度重心法的0.026pixel,而3种方法对模拟星图的处理结果一致。仿真实验表明:模拟星像点高斯灰度扩散法是合理准确的,而高斯质心提取算法简单精确,精度高于传统灰度重心法。
- 王海涌费峥红王新龙
- 关键词：星图模拟散焦亚像元高斯分布
- 捷联惯导系统任意方位两位置的对准模式被引量：6
- 2008年
- 为了实现快速精确对准,研究了绕任意轴捷联惯导系统(SINS)的两位置对准问题。首先建立了一种基于李雅普诺夫变换的SINS等价误差模型。应用该模型,对SINS分别绕方位轴、俯仰轴和横滚轴两位置对准时系统的可观测性进行了定量分析,明确了SINS绕3个正交轴旋转系统的可观测性。通过引入弹体坐标系与导航坐标系之间的旋转角速率代替姿态矩阵,使导航坐标系中的转动坐标轴可以指向三维空间的任意方位,得到了弹体绕任意轴旋转两位置对准时系统状态变量误差的变化规律。研究结果可为SINS静基座快速精确对准及其工程应用提供参考。
- 王新龙申亮亮谢佳
- 关键词：捷联惯导系统可观测性
- 简易高斯灰度扩散模型的误差分析及适用性研究被引量：7
- 2012年
- 为了验证简易高斯灰度扩散模型的适用性,与传统高斯灰度扩散模型进行了对比分析。将两种高斯模型做归一化处理,设定检验像素,分析检验像元灰度的归一化值的相对误差;进行星图模拟,得到4个不同高斯半径(σ)下灰度赋值相对误差与像点映射位置偏离值的关系曲线,整体上误差随σ的增大而减小;对星图模拟得到的系列星像点采用灰度重心法提取质心,质心误差随σ增大而减小,传统模型模拟像点的质心提取精度比简易模型高约2个数量级。无噪声条件下σ=0.671时,简易模型模拟像点最大质心误差仅为0.033pixel。仿真结果表明:单就像点外形仿真而言,当σ较小时,简易模型不再适用;但针对像点的质心定位及后续算法,简易模型带来质心误差量级可以忽略,运算量更小,适于应用。
- 王海涌周文睿赵彦武
- 关键词：星图模拟高斯分布归一化
- 静态像点高斯灰度扩散模型参数估计方法被引量：17
- 2012年
- 为了实现星敏感器高斯灰度扩散模型的参数估计,设计了平行光管成像标定实验及相关算法。基于高斯规律建立并求解了以高斯扩散半径和像点质心坐标偏差为变量的方程组,进一步求得灰度能量系数;在3个不同平行光源方位拍摄图像,利用图像灰度数据计算模型参数的系列测量值,分别取均值作为其估计值;建立实验验证方法,将3个估计参数代入模型模拟静态星像点,将模拟图像与存在噪声的实拍图像做相似度比较,3pixel×3pixel窗口内相似度高于0.97,5pixel×5pixel窗口内高于0.98,7pixel×7pixel窗口内高于0.98。结果表明,方程组求解得到的高斯扩散半径、像点质心偏差的值可信,推导公式正确。
- 王海涌周文睿林浩宇王新龙
- 关键词：导航技术参数估计星图模拟
