检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：李方瑞哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

无人直升机对起降条件要求低、飞行稳定性好、可控性好、遂行复杂任务能力强等特点,使其成为研究的热点。导航系统是无人直升机的核心系统,基于视觉的导航系统能够为其提供较为精确的位姿信息,成为首选方式。本文针对无人直升机视觉导... 详细信息

无人直升机对起降条件要求低、飞行稳定性好、可控性好、遂行复杂任务能力强等特点,使其成为研究的热点。导航系统是无人直升机的核心系统,基于视觉的导航系统能够为其提供较为精确的位姿信息,成为首选方式。本文针对无人直升机视觉导航系统中的摄像机模型与标定、位姿参数确定、着陆目标实时跟踪等开展详细研究。本论文整体系统的主要思想是通过视觉导航系统,使无人直升机实现对预定目标识别和跟踪,完成无人直升机自主着陆过程。其内容为:(1)着陆引导标识预处理。通过成像设备采集图像,之后对采集到的图像进行直方图灰度化、噪声滤波、边缘检测处理。同时,针对边缘检测算子滤除伪边缘的不足,本文改进该种边缘算法,设计了一个基于Canny边缘算子原理的双阈值确定法,将图像灰度分为三个区域,通过求取三个区域的灰度平均值和每个区域灰度占总体的概率,之后求取方差的大小,确定方差最大时的最佳两阈值。通过实验仿真模拟,证明该方法能够有效加强边缘的强化和伪边缘的去除。(2)根据二维图像与三维场景的空间几何关系,定义相应的坐标系,建立摄像机成像模型。之后根据摄像机成像模型对摄像机进行标定,得到摄像机设备的内部参数。(3)在图像预处理之后,运用Harris角点方法对图像进行角点标记和提取。将得到的角点信息输入到建立的无人直升机位姿方程中,求解出无人直升机的姿态和位置。通过仿真模拟证明:无人直升机位姿算法是正确的和准确的。(4)对图像进行轮廓提取技术,基于视觉系统实现目标的检测和识别,实现目标定位。依据相关参考文献,设计一个基于有色噪声的无色卡尔曼滤波器,对目标进行实时跟踪。之后通过仿真模拟验证无人直升飞机目标跟踪识别的可行性。结果表明,该方法是准确可行的。

关键词：导航边缘算法位姿无损卡尔曼滤波有色噪声

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融合天基光学探测多特征的空间目标行为辨识方法

融合天基光学探测多特征的空间目标行为辨识方法

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作者：鲍广震哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着国际太空安全战略的转变和卫星抵近技术的不断发展,我国将面临更加复杂的太空安全威胁与挑战。如何通过准确辨识高价值空间目标的各种异常行为,实现目标威胁评估、意图判断等目的,已成为研究热点。然而,基于天基光学探测得到的图像... 详细信息

随着国际太空安全战略的转变和卫星抵近技术的不断发展,我国将面临更加复杂的太空安全威胁与挑战。如何通过准确辨识高价值空间目标的各种异常行为,实现目标威胁评估、意图判断等目的,已成为研究热点。然而,基于天基光学探测得到的图像特征不仅与空间目标自身行为特性有关,还与天基观测平台成像时刻的姿态、轨道密切相关,目前缺少基于天基探测平台获取多维特征的空间目标行为辨识方法研究。本文即是针对该问题,开展融合天基探测多特征的空间目标行为辨识方法研究,并进行相应的实验验证。主要研究工作如下:(1)典型空间目标行为特性建模与分析。本文从空间目标的动力学原理出发,研究了典型目标行为运动特性,在此基础上,建立了空间目标轨道抬升、热点凝视等常规行为与绕飞凝视,轨道相位调整、密集目标释放等威胁行为的数学模型。立足于天基光学探测物理机理,对典型空间目标抵近、伴飞等6类高威胁行为进行了仿真分析,为空间目标的行为特征提取与辨识方法研究提供先验与依据。(2)空间目标行为特征及提取方法研究。本文针对空间目标和天基探测平台的相对运动耦合导致观测条件复杂的问题,结合目标图像与探测平台参数,研究了典型空间目标特征提取方法。基于空域背景建模方法,提取目标边缘、能量、四向偏心比等特征,然后结合无损卡尔曼滤波异步特征提取方法、马尔科夫状态转移理论,提出了基于阶段转移无损卡尔曼滤波的运动特征提取方法,有效降低了目标行为阶段变化引起的特征提取误差,实验结果表明,提出方法能够实现对伴飞、抵近等不同行为间多维特征的准确提取。(3)融合多维特征的空间目标行为辨识方法研究。本文立足于最大化行为特征类间距离准则,研究了基于动态时间规整理论的特征时域融合算法和基于核典型相关分析的特征空域融合方法,针对多特征的关联性和冗余性,实现了不同行为特征距离最大化。在基于数据相关分析的特征融合基础上,构建了基于支持向量数据描述的目标行为分类器。最后以动能拦截器、星链卫星等典型空间目标为例进行实验,实验结果表明基于上述所提特征,本文方法能够实现对抵近、绕飞凝视、密集目标释放等6种高威胁行为的准确辨识,识别概率优于92%。

关键词：空间目标行为辨识无损卡尔曼滤波特征融合支持向量数据描述

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移动目标识别与跟踪方法研究与设计

移动目标识别与跟踪方法研究与设计

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作者：刘萌萌北方工业大学

学位级别：硕士

随着我国图像处理技术的快速发展,视频监控系统的日益完善,公共安全监控体系越来越重要,人工监控已经不能满足当前市场的需求。因此,本文主要研究固定场景下的船舶和车辆的识别与跟踪方法,首先提出一种基于混合高斯背景模型和三帧差分... 详细信息

随着我国图像处理技术的快速发展,视频监控系统的日益完善,公共安全监控体系越来越重要,人工监控已经不能满足当前市场的需求。因此,本文主要研究固定场景下的船舶和车辆的识别与跟踪方法,首先提出一种基于混合高斯背景模型和三帧差分相结合的移动目标检测方法,得到潜在目标区域,然后检测到完整的连通域,提取最小外接矩形区内的直线,形状因子以及Zernike矩特征,构建LSSVM分类器,实现移动目标识别。获得感兴趣目标的初始位置后,利用本文融合多特征Camshift与无损卡尔曼滤波结合的目标跟踪算法,实现目标的跟踪。针对视频图像中背景存在小幅度运动干扰、存在光照突变的场景,给目标识别带来了很大的难度。本文利用经典的混合高斯背景模型在小幅度运动背景下的优势,以及帧间差分法对光照变化不敏感,提出一种混合高斯背景模型和三帧差分结合的方法,获取潜在运动区域。并进行连通域分析和合并得到最小外接矩形,对矩形内提取目标的几何特征,利用LSSVM分类器,对个潜在区域进行分类,输出是否存在目标以及目标的位置。本文的目标识别方法平均准确率有明显改善,船舶准确率达到95.45%,车辆准确率达到了96.15%。针对现有的跟踪算法在出现同色系干扰、部分遮挡情况下,易出现跟踪失败的问题,提出了一种融合多特征的Camshift和无损卡尔曼滤波相结合的移动目标跟踪算法。首先利用前面识别到的包含目标的最小外接矩形窗作为初始目标模型,提取色调特征、边缘特征以及运动特征,并进行融合,克服了背景同色系的干扰。采用适用于非线性系统的无损卡尔曼滤波预测修正跟踪目标的位置,相比卡尔曼滤波,提高了准确性和稳定性。引入Bhattacharyya距离描述目标的跟踪情况,Camshift目标跟踪失败时能够使用无损卡尔曼滤波的结果作为最终的结果。实验表明,该算法与传统的Camshift方法和经典的Ka1man和Camshift相结合的方法对比,跟踪准确率达到98%。

关键词：混合高斯背景模型 Camshift 多特征融合无损卡尔曼滤波

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无线区域定位算法的优化研究与应用

无线区域定位算法的优化研究与应用

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作者：张霞湘潭大学

学位级别：硕士

无线定位系统是无线通信技术、计算机技术和电子技术相结合的产物,因其低功耗、自组织、廉价性和可快速部署等特点,被广泛应用于军事、生活、农业和工业中。目前学者们对定位算法开展了大量的研究工作,但查阅到的方法在实际应用中存在... 详细信息

无线定位系统是无线通信技术、计算机技术和电子技术相结合的产物,因其低功耗、自组织、廉价性和可快速部署等特点,被广泛应用于军事、生活、农业和工业中。目前学者们对定位算法开展了大量的研究工作,但查阅到的方法在实际应用中存在误差累计、定位精度低、稳定性差等问题,所以迫切需求研发一种实用性强的高精度定位算法。首先,综述和对比无线定位技术,根据应用场景选择基于测距的定位算法作为研究重点,分析多种测距技术的优缺点,给出定位算法性能评估的判断标准。其次,利用两步数据处理方法减少测距误差和定位误差,对节点定位算法进行优化,设计一种2D/3D实时滤波平滑跟踪算法(FSTA),算法具有高的定位精度、好的跟踪稳定性。首先选择UKF作为滤波方法消除距离中包含的误差;然后根据修正后的测距值,使用广义信赖域子问题算法计算出定位坐标的初始值;最后使用平滑操作对坐标初始值进一步处理,获得最后的定位结果。二维定位情况下,当测距误差的标准差为0.5时,实时定位精度达到0.44m,FSTA算法相比传统三边算法定位精度提高约57.7%,相比近年提出的优化算法提高约14.3%。仿真实验证明,所提的FSTA算法具有更高的定位精度和更好的稳定性。最后,基于CSS测距技术和FSTA定位算法,以Nanotron公司的NA5TR1作为射频芯片,设计一款三维实时定位跟踪系统。对定位系统的硬件设计进行详细描述,给出通信过程中各节点的软件流程图。由定位系统的仿真结果表明,三维定位情况下,FSTA算法的实时定位精度可达0.55m;相比传统四边定位算法以及近年的优化算法,定位精度提高约48%和4.4%;FSTA算法有效消除了传统三维算法z轴误差大的弊端,实现x轴、y轴、z轴误差分布均匀。本文设计的基于CSS技术的三维定位系统定位精度高、稳定性强,定位精度符合工业应用要求,具有较强的实用价值。

关键词：无线传感网三维定位无损卡尔曼滤波平滑线性调频扩频

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地磁传感器数据校正设计及实验验证

地磁传感器数据校正设计及实验验证

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作者：刘玉林南京理工大学

学位级别：硕士

随着科学技术的发展,打击精度高、射程远、机动性好的精确制导武器成为现代战场上的主角。通过地磁场信息获取飞行过程中弹体的精确姿态信息,对于弹药精确制导的研究具有重要意义。如何实时精确地获得真实地磁数据,是正确使用地磁信息... 详细信息

随着科学技术的发展,打击精度高、射程远、机动性好的精确制导武器成为现代战场上的主角。通过地磁场信息获取飞行过程中弹体的精确姿态信息,对于弹药精确制导的研究具有重要意义。如何实时精确地获得真实地磁数据,是正确使用地磁信息的基础和前提。为此,本文围绕地磁信息的获取和地磁数据校正展开了相关工作。首先,按照地磁信息测量原理,本文对地磁场测量的基本方法进行了梳理,对地磁信息获取过程中可能受到的干扰进行了分析。针对弹体外壳及附近其它电子设备造成的干扰,使用无损卡尔曼滤波方法,对测量过程中的有效数据与干扰数据进行估计,消除地磁测量误差。基于外弹道模型,模拟模数转换器的采样过程,生成了测量数据,对本文提出的卡尔曼滤波器性能进行了数值仿真验证。其次,在数值仿真的基础上,本文对地磁测量系统进行了硬件和软件设计。硬件方面,设计了包括传感器模块、小信号调理放大模块、模数转换模块、FPGA模块、数据存储模块、上位机模块及电源模块在内的地磁测量电路系统;软件方面,实现了电路系统中可编程器件的逻辑控制。最后,使用本文研制的地磁测量系统及卡尔曼滤波器开展了相关实验。实验中,使用霍姆亥兹线圈产生受控干扰磁场,使用步进电机产生定速自旋,完成了磁场信号的测量与采集,并对实验数据进行了滤波处理。实验结果和数据处理结果验证了实验装置的正确性和数据校正方法的有效性。

关键词：地磁场测量无损卡尔曼滤波误差校正地磁传感器仪器仪表

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脑白质纤维追踪算法研究

脑白质纤维追踪算法研究

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作者：郑宁北京理工大学

学位级别：硕士

基于扩散张量成像数据的脑白质神经纤维追踪是分析大脑神经结构的重要方法,也是脑部疾病诊断和手术规划的重要依据之一。目前,虽然已经很多脑白质纤维追踪算法,但是由于部分容积效应和噪声的影响,脑白质纤维追踪特别是复杂纤维结构的追... 详细信息

基于扩散张量成像数据的脑白质神经纤维追踪是分析大脑神经结构的重要方法,也是脑部疾病诊断和手术规划的重要依据之一。目前,虽然已经很多脑白质纤维追踪算法,但是由于部分容积效应和噪声的影响,脑白质纤维追踪特别是复杂纤维结构的追踪,仍然是医学影像处理领域一个非常具有挑战性的课题。本文在分析国内外发展现状的基础上,首先研究并实现了基于四阶Runge-Kutta的确定性纤维追踪算法。然后针对非确定性的概率追踪算法存在的问题和不足,结合高阶张量(High Order Tensor,HOT)模型,提出了一种改进的概率追踪算法。与同类方法相比,改进的概率追踪算法改善了对交叉纤维结构的追踪性能。另外,分析了基于无损卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)的纤维追踪算法,在此基础上提出了融合UKF和HOT的UKF-HOT纤维追踪算法,探讨了高阶张量模型在UKF框架下的纤维追踪性能。模拟数据和实际数据的测试结果表明,本文提出的纤维追踪算法在处理复杂纤维结构方面具有一定的优势,在分析脑部神经纤维结构方面具有实际应用价值。论文所完成的主要工作如下:(1)研究并实现了基于四阶Runge-Kutta的确定性纤维追踪算法,给出了相关实验测试结果。(2)分析了Friman等人提出的基于概率的纤维追踪算法,提出了一种改进的概率追踪方法。该方法在基于贝叶斯的概率追踪框架下,引入高阶张量对体素建模,借助高阶张量的方向分布函数计算后验概率,提高了对交叉纤维的跟踪处理能力。(3)分析了Malcolm等人提出的基于UKF的纤维追踪算法,在此基础上提出了UKF-HOT纤维追踪算法。该方法融合了UKF的目标追踪能力和高阶张量HOT的建模能力,将高阶张量的独立系数当做UKF系统的状态,通过跟踪系统状态变化实现神经纤维的追踪。与UKF及类似方法相比,该方法提高了纤维追踪的精度,整体上能更好地展示复杂纤维结构。(4)最后,探讨并分析了本文纤维追踪算法在实际医学影像数据分析中的应用情况,给出了具体的应用实例。

关键词：白质纤维追踪扩散张量成像高阶张量无损卡尔曼滤波

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改进UKF算法在天波超视距雷达中的应用

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计算机工程 2012年第24期38卷 78-80,85页

作者：陈百英刘以安张强江南大学物联网工程学院江苏无锡214122 中国船舶重工集团公司第七二三研究所江苏扬州225001

针对传统的无损卡尔曼滤波(UKF)算法在对天波超视距雷达进行目标跟踪的过程中存在滤波发散和初始收敛速度慢等问题,提出一种改进的UKF算法。通过引进调节因子对状态矢量和观测矢量的协方差作实时调整,以达到提高滤波结果中状态信息与观... 详细信息

针对传统的无损卡尔曼滤波(UKF)算法在对天波超视距雷达进行目标跟踪的过程中存在滤波发散和初始收敛速度慢等问题,提出一种改进的UKF算法。通过引进调节因子对状态矢量和观测矢量的协方差作实时调整,以达到提高滤波结果中状态信息与观测信息的正确率和雷达跟踪系统性能的目的。仿真结果表明,该算法在处理目标跟踪问题时,既可有效抑制UKF算法的发散,又可提高跟踪系统的收敛速度。

关键词：天波超视距雷达无损卡尔曼滤波目标跟踪径向距离误差方位角误差调节因子

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基于非线性SVI参数因子模型的期权隐含波动率曲面建模与预测--以铜期货期权为例

基于非线性SVI参数因子模型的期权隐含波动率曲面建模与预测--以...

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作者：陈姗华上海财经大学

学位级别：硕士

近年来，国内期权品种不断增加，期权市场越来越丰富，反映了监管层有意进一步发展期权市场，完善我国衍生品体系。2018年9月21日，国内首个工业期权——铜期货期权正式在上海期货交易所上市，对刚上市的铜期权来说，合理的定价是其稳... 详细信息

近年来，国内期权品种不断增加，期权市场越来越丰富，反映了监管层有意进一步发展期权市场，完善我国衍生品体系。2018年9月21日，国内首个工业期权——铜期货期权正式在上海期货交易所上市，对刚上市的铜期权来说，合理的定价是其稳定发展的前提，而隐含波动率又是期权定价中的重要参数。最早的期权定价模型是Black-Scholes提出的BS模型，隐含波动率就是使通过BS模型得到的期权理论价格与市场价格一致时的波动率。隐含波动率代表着市场对期权未来价格波动的预期，准确地预测隐含波动率一方面能够协助做市商了解铜期权未来价格波动，对铜期权进行更合理的定价和价格调整;另一方面能够帮助投资者进行风险管理以及构建更有效的期权交易策略。\n 做市商对期权进行定价时，一般需要先假设隐含波动率为某个常数，再利用BS模型求出理论价格，而实际上隐含波动率并非常数。有些学者通过构建固定期限下不同执行价格与隐含波动率之间的曲线关系来描述隐含波动率的非常数性，也即“波动率微笑”;也有学者研究了固定执行价格下不同期限长度与隐含波动率之间的关系。实际上，隐含波动率是同时受执行价格和期限的影响，从空间上看，隐含波动率与执行价格、期限长度构成了一个曲面关系。因此，为了对隐含波动率进行更全面地预测，本文研究了隐含波动率与执行价格和剩余期限三者之间的曲面关系。有些学者对这个曲面建立了局部和随机波动率模型等等，也被称为静态波动率模型。但是静态曲面只能描述某一时刻的隐含波动率的曲面状态，而不能反映不同时刻的隐含波动率的变动，无法对未来的隐含波动率做出准确的预测。基于此，本文重点对铜期权隐含波动率曲面的动态变化进行建模和预测，为铜期权的定价和交易策略提供依据。\n 本文主要提出利用非线性的随机波动率激发(SVI)的参数因子模型来描述铜期权隐含波动率曲面，并且构建曲面的动态特征。也有一些学者对隐含波动率曲面动态建立线性参数因子模型，但是线性模型主要有三个缺陷:1)只能给出“平均形态”;2)无法反应短期内波动情况，并且即使提高多项式的阶数也无法起到很好的效果;3)得到的因子只具有统计意义，没有很强的理论背景支撑。而非线性SVI参数模型具有较强的理论支撑，理论上能更好地描述曲面形态。在估计方法上，本文先用传统两步法对曲面的动态过程进行估计，发现两步法存在明显的缺陷，第二步的估计结果明显依赖第一步的结果，而且在第一步对横截面模型进行拟合时容易陷入局部最优解。为了避免以上风险，本文引入了无损卡尔曼滤波(UKF)来估计曲面的动态过程。无损卡尔曼滤波估计可以只用一步就将每一期的参数因子以及因子随时间变化的关系求解出来，避免了该缺陷;此外，无损卡尔曼滤波还解决了卡尔曼滤波(KF)只能用于线性系统的弊端，也避免了扩展卡尔曼滤波中求解雅可比矩阵等繁琐计算。\n 本文以铜期权上市以来2018年9月21日至2019年1月17日的所有期权作为样本内数据，对隐含波动率的益面动态建立非线性SVI参数因子模型，并用两步法和无损卡尔曼滤波法对其进行样本内估计。同时本文将2019年1月18日至2019年1月31日的数据作为样本外数据，利用拟合的动态模型对样本外期权的隐含波动率进行预测。结果显示，无损卡尔曼滤波估计法样本外预测误差百分比为6.91％，比两步法降低了3.65％。\n 为了，进一步验证非线性SVI模型的拟合效果和无损卡尔曼滤波的估计效果，本文还对隐含波动率曲面建立了线性参数因子模型，并用两步法和卡尔曼滤波法对模型进行了估计，还在样本外进行了预测。通过将其与非线性SVI模型结果比较，本文得到了以下结论:(1)对铜期权隐含波动率曲面建立非线性SVI参数因子模型得到了比线性模型更优的预测效果，样本外预测误差百分比为6.91％，比线性参数因子模型低了0.44％;(2)卡尔曼滤波(KF)估计法样本外预测能力优于两步估计法，而且这种现象在估计非线性参数因子动态模型时效果更为显著。非线性模型中UKF估计比两步法的预测误差降低了3.65％，而线性模型中只降低了0.03％。(3)两步估计法在估计线性参数因子模型时效果很好(误差为7.32％)，而在估计非线性动态模型时则误差较大(10.56％)。\n 综上所述，基于非线性随机波动率激发的参数因子模型能够很好地描述铜期权隐含波动率曲面动态，并且无损卡尔曼滤波估计可以比两步法更有效地估计该动态过程。

关键词：铜期货隐含波动率曲面形态无损卡尔曼滤波非线性SVI参数因子

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电力巡检机器人激光SLAM算法研究

电力巡检机器人激光SLAM算法研究

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作者：章弘凯上海电机学院

学位级别：硕士

随着社会用电量的增长,对电能质量要求越来越高,意味着对电力巡检质量提出了更高要求。由于传统的人工巡检方式易造成错检、漏检等情况,无法保证巡检质量的可靠性。在无人值守变电站和智能变电站模式的推广下,采用电力巡检机器人代替人... 详细信息

随着社会用电量的增长,对电能质量要求越来越高,意味着对电力巡检质量提出了更高要求。由于传统的人工巡检方式易造成错检、漏检等情况,无法保证巡检质量的可靠性。在无人值守变电站和智能变电站模式的推广下,采用电力巡检机器人代替人工巡检,一定程度上可以提高巡检质量和巡检效率。同步定位与地图构建（Simultaneous Localization and Mapping,SLAM）技术作为电力巡检机器人关键技术之一,对实现电力巡检作业起着十分重要的作用。目前,由于SLAM技术存在实时性差、定位精度误差大、建图质量低等问题,人们在利用电力巡检机器人进行巡检作业将面临各种挑战,如受到定位精度、地图质量不高等影响,机器人易走到、碰到变电站危险设施,影响电站安全,因此对电力巡检机器人SLAM技术的准确性、实时性有较高的要求。论文对电力巡检机器人激光SLAM算法展开研究,主要研究内容如下:针对现有粒子滤波SLAM算法存在计算量大、建图质量低等问题,首先在预测阶段提出融合深度相机与激光雷达数据来改善提议分布,减少重采样阶段的粒子数,以更少的粒子来估计机器人位姿的概率分布;其次在激光点云配准阶段,提出一种分组阶梯式阈值判断法,来有效降低现有的迭代最邻近点算法（Iterative Closest Point,ICP）的计算量。针对现有图优化SLAM算法存在轨迹偏移大、定位精度低等问题,首先在前端提出IMU运动补偿机制,去除点云畸变现象,并对激光点云进行特征提取,在保证匹配正确率的情况下,提高了点云匹配速度;其次针对闭环过程中搜索效率低等问题,提出采用分支定界法来提高搜索效率;最后针对后端优化中机器人位姿初值精度较低等问题,提出在前端利用无损卡尔曼滤波融合激光点云匹配信息、IMU预积分结果为后端优化提供初值,加快后端迭代速度并提高定位精度,并将IMU预积分结果、闭环结果、点云配准作为约束加入到后端优化,提高地图一致性。在实验中利用公开数据集以及机器人平台对基于粒子滤波的SLAM改进方法与基于图优化的SLAM改进方法进行性能测试,实验结果表明,以上两种方法有效提高了巡检机器人的定位精度与建图质量,降低了机器人的轨迹漂移,并具有良好的实时性。

关键词： SLAM 粒子滤波无损卡尔曼滤波闭环检测分支定界后端优化

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基于北斗的通航飞机定位方法研究

基于北斗的通航飞机定位方法研究

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作者：杨忠辉中国民航大学

学位级别：硕士

通航飞机的飞行安全和监管问题至关重要,利用北斗系统能为通航飞机提供基本定位服务,但是其定位精度有待提高。本文重点研究如何对北斗三频信号的模糊度解算方法和北斗/惯导紧组合导航的数据融合算法进行改进,实现高精度通航飞机定位系... 详细信息

通航飞机的飞行安全和监管问题至关重要,利用北斗系统能为通航飞机提供基本定位服务,但是其定位精度有待提高。本文重点研究如何对北斗三频信号的模糊度解算方法和北斗/惯导紧组合导航的数据融合算法进行改进,实现高精度通航飞机定位系统的设计与测试。首先,研究北斗三频信号的模糊度解算改进算法。分析了经典三频模糊度解算方法的基本理论,确定了该算法在中长基线下模糊度解算成功率低的原因,设计了改进的三频模糊度解算算法。用两个原始单频载波相位观测值估计双差电离层延迟,用该值平滑处理窄巷组合相位上的双差电离层延迟改正值。该方法有效削弱了电离层延迟对窄巷模糊度解算的影响,提高了窄巷模糊度解算成功率。其次,研究北斗/惯导紧组合导航的数据融合改进算法。针对无迹卡尔曼滤波(UKF)算法跟踪性能低的问题,设计了改进的UKF数据融合算法。一方面利用上一时刻的状态调节比例系数,通过调整样本点的分布,提高算法的估计性能;另一方面,量测更新采用序贯处理的方法,以降低计算的复杂度。实验表明,该算法可以有效提高定位精度。最后,设计了通航飞机定位系统。基于VS和MySql数据库平台,集成模糊度解算改进算法与北斗/惯导紧组合导航的数据融合改进算法,完成对系统、通讯方式、数据库和客户端的设计工作。该系统可以实现对通航飞机的位置、状态的实时监控和历史轨迹回放。

关键词：北斗通航飞机三频模糊度解算北斗/惯导紧组合导航无损卡尔曼滤波

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