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北斗双频精密单点定位模糊度固定及性能分析 被引量：4
1
作者 赵琳 孙治国 +3 位作者 杨福鑫 张洁 谭波 李亮 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第2期283-291,共9页
为了全面评估北斗全球导航卫星系统精密单点定位模糊度固定的性能,本文基于北斗B1I/B3I双频无电离层组合精密单点定位模糊度固定(PPP-AR)模型,通过设计宽巷、窄巷部分模糊度子集选取的质量控制策略以保障模糊度固定的可靠性,对全球36个... 为了全面评估北斗全球导航卫星系统精密单点定位模糊度固定的性能,本文基于北斗B1I/B3I双频无电离层组合精密单点定位模糊度固定(PPP-AR)模型,通过设计宽巷、窄巷部分模糊度子集选取的质量控制策略以保障模糊度固定的可靠性,对全球36个测站60 d的静态数据进行性能评估。研究表明:在首次固定时间、固定解收敛时间和固定成功率方面,亚太BDS-2/3最好,亚太BDS-3次之,非亚太BDS-3最差。虽然BDS-2/3的平均固定成功率最高,但高度角优先固定方法未顾及固定成功率对PPP-AR核检的影响,使得部分观测时间的固定成功率有所下降。北斗固定解定位精度均为厘米级,以亚太BDS-2/3静态模式为例,北、东、天的均方根值分别为0.7、0.6和1.9 cm。 展开更多
关键词 北斗全球导航卫星系统 精密单点定位模糊度固定 双频无电离层组合 宽巷 窄巷 部分模糊度子集选取 质量控制 高度角优先固定方法
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基于RBF网络的四旋翼无人机姿态鲁棒自适应反步滑模控制 被引量：3
2
作者 刘金华 王远 +1 位作者 张智轩 李涛 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期36-42,共7页
针对存在干扰的四旋翼无人机姿态系统,设计了一种RBF网络鲁棒自适应反步滑模控制器.在反步滑模控制的基础上,通过RBF网络逼近和补偿标称控制律,采用神经网络最小参数学习法,取神经网络的权值上界估计作为神经网络的估计值,通过设计参数... 针对存在干扰的四旋翼无人机姿态系统,设计了一种RBF网络鲁棒自适应反步滑模控制器.在反步滑模控制的基础上,通过RBF网络逼近和补偿标称控制律,采用神经网络最小参数学习法,取神经网络的权值上界估计作为神经网络的估计值,通过设计参数估计自适应律来代替神经网络权值的调整,并用Lyapunov理论证明系统的稳定性.仿真结果表明:该方法相比反步滑模控制方法,在有干扰的情况下,有更短的调节时间,更好的跟踪精度,验证了本方法具有更好的抗干扰性和鲁棒性. 展开更多
关键词 四旋翼无人机 姿态控制 反步滑模控制 RBF神经网络 鲁棒自适应控制
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决策学习型蜣螂优化算法的无人机协同路径规划 被引量：1
3
作者 张乐 胡毅文 +2 位作者 杨红 杨超 马宏远 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第1期196-204,共9页
针对多无人机协同路径规划问题,提出了一种决策学习型蜣螂优化算法(DLDBO)。传统蜣螂优化算法(DBO)种群之间缺乏信息互换,容易陷入局部最优解。因此,利用Pearson相关系数计算个体之间的相似性,通过相似性指标判断并作出决策:若不相似,... 针对多无人机协同路径规划问题,提出了一种决策学习型蜣螂优化算法(DLDBO)。传统蜣螂优化算法(DBO)种群之间缺乏信息互换,容易陷入局部最优解。因此,利用Pearson相关系数计算个体之间的相似性,通过相似性指标判断并作出决策:若不相似,利用折射反向学习计算得到候选解,在一定程度上提高个体之间影响的同时增强算法跳出局部最优的能力;若相似,利用所提出的链式邻近学习引导蜣螂个体,增加影响个体更新的因素,充分促进个体之间的信息交流。在CEC2017测试套件的29个测试函数上进行了充分的对比实验,结果表明,DLDBO性能明显优于其他六种先进的变体算法。利用DLDBO规划无人机群的飞行路径,最终能够得到较为理想的协同路径并且有效避开威胁,优于其余三种优秀的协同路径规划算法,满足了无人机协同飞行的需求。 展开更多
关键词 蜣螂优化算法 折射反向学习 链式邻近学习 无人机协同路径规划
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大口径蝶阀流量系数的影响因素分析 被引量：1
4
作者 张健平 张松 +3 位作者 但志宏 王曦 赵彦宾 邓尧 《航空动力学报》 北大核心 2025年第1期403-415,共13页
为了准确地描述大口径蝶阀流量特性,采用数值模拟分析了压比、开度、口径和阀前静压对流量系数的影响。结果表明:开度一定时,随着压比减小,流量系数先增加后保持不变,存在临界压比。大口径蝶阀固有流量特性为近似等百分比,当压比一定时... 为了准确地描述大口径蝶阀流量特性,采用数值模拟分析了压比、开度、口径和阀前静压对流量系数的影响。结果表明:开度一定时,随着压比减小,流量系数先增加后保持不变,存在临界压比。大口径蝶阀固有流量特性为近似等百分比,当压比一定时,流量系数随开度增大先快速下降,后变得缓慢。口径和阀前静压对流量系数的影响小,可以忽略不计。在此基础上,对压比、开度和口径3个因素进行了影响显著性分析,敏感性主次顺序为开度>压比>口径,压比与开度交互作用的影响显著,其中开度小于等于55°、压比大于等于0.62时,流量系数变化最为显著,蝶阀调节灵敏性好。最后获得了流量系数,通过试验验证表明流量系数值正确,最大相对误差仅为5.07%。 展开更多
关键词 高空模拟试车台 显著性 大口径蝶阀 流量系数 压比 开度
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具有执行器故障的四旋翼无人机自适应鲁棒滑模控制 被引量：1
5
作者 王君 骆明敏 《飞行力学》 北大核心 2025年第3期49-55,共7页
针对四旋翼无人机飞行中的参数不确定性、未知干扰和执行器故障的影响,提出一种自适应非奇异快速积分终端滑模控制器(ANFTSMC)。通过建立带外部干扰和故障状态的无人机模型,并考虑系统的陀螺效应因子与风阻系数的不确定性影响,提出了ANF... 针对四旋翼无人机飞行中的参数不确定性、未知干扰和执行器故障的影响,提出一种自适应非奇异快速积分终端滑模控制器(ANFTSMC)。通过建立带外部干扰和故障状态的无人机模型,并考虑系统的陀螺效应因子与风阻系数的不确定性影响,提出了ANFTSMC控制器。同时,设计了自适应律来估计系统参数、干扰及故障信息。为了保证闭环系统的稳定性,将未知集总扰动的上界作为切换增益。通过仿真实验和样机实验验证,结果表明所提出的控制方案在有效性和鲁棒性方面优于快速终端滑模控制(FTSMC)和终端滑模控制(TSMC)。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 参数不确定性 外部干扰 执行器故障 滑模控制
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基于在线高斯模型驱动MPC的四旋翼轨迹跟踪控制 被引量：1
6
作者 叶大鹏 陈书达 张之得 《飞行力学》 北大核心 2025年第1期56-62,共7页
针对四旋翼飞行器轨迹跟踪控制中模型预测控制(MPC)的标称模型不确定问题,提出了一种基于在线高斯过程回归模型增强的模型预测控制(OGP-MPC)方法,利用在线高斯过程回归(OGP)模型补偿标称模型的动力学误差。设计了一种新的在线GP模型更... 针对四旋翼飞行器轨迹跟踪控制中模型预测控制(MPC)的标称模型不确定问题,提出了一种基于在线高斯过程回归模型增强的模型预测控制(OGP-MPC)方法,利用在线高斯过程回归(OGP)模型补偿标称模型的动力学误差。设计了一种新的在线GP模型更新框架,通过引入子GP模型对新数据进行预处理,提高数据质量,进而迭代更新主GP模型参数,以实现自适应动力学模型误差补偿。仿真结果表明,相比传统MPC和GP-MPC,所提方法在圆形轨迹下的模型精度和跟踪精度提升均超过16%,空间曲线轨迹下提升超过5%。 展开更多
关键词 四旋翼 模型预测控制 数据驱动 高斯过程回归 轨迹跟踪
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基于MPC的随机风场下航空器纵向自主间隔控制 被引量：1
7
作者 汤新民 陆晓娜 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第9期2860-2871,共12页
针对航迹随机扰动下的纵向自主间隔保持问题,高空风这一随机因素往往导致两机纵向间隔鲁棒性较差的情况,基于此,提出基于模型预测控制(MPC)的航空器纵向自主间隔控制方法。建立两机所受风场差值与纵向间隔的非线性运动学微分方程,推导... 针对航迹随机扰动下的纵向自主间隔保持问题,高空风这一随机因素往往导致两机纵向间隔鲁棒性较差的情况,基于此,提出基于模型预测控制(MPC)的航空器纵向自主间隔控制方法。建立两机所受风场差值与纵向间隔的非线性运动学微分方程,推导线性时变预测模型,选取两机的纵向间隔和航路偏差距离为优化目标,高空风为随机扰动量,前机的真空速和偏航角作为观测量,并在空中安全和航空器性能约束中加入终端等式约束保持系统的稳定性。为验证所提方法的有效性,在规定的120s仿真时间内,设置3组不同期望纵向间隔分别为12,13,14km,通过设计的MPC控制器,在滚动时域周期内通过控制后机真空速和偏航角,两机纵向间隔曲线较为平滑且始终不低于最小安全间隔10 km,分别在第74,90,118 s稳定在期望的目标纵向间隔,在第58,74,95 s开始回归航路,最终回到航路中心线;设置了2组风场对照组,一组为预报风强度增大2倍,另一组为紊流风的扰动强度增大8倍,均能分别在第61,72s平滑且稳定地建立期望的纵向间隔12km。 展开更多
关键词 空中交通管理 飞行跟驰模型 自主间隔控制 模型预测控制 随机扰动
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基于扩展卡尔曼滤波的磁干扰解耦姿态估计算法 被引量：1
8
作者 乔美英 杜衡 +1 位作者 韩昊天 邱运强 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第7期680-687,697,共9页
在利用磁惯性传感器组合解算姿态角的过程中,磁干扰对俯仰角和横滚角的估计精度产生显著影响。为此,提出一种基于扩展卡尔曼滤波的磁干扰解耦姿态估计算法(DMI-EKF)。首先,在乘性扩展卡尔曼滤波框架内,将四元数分解为估计四元数和误差... 在利用磁惯性传感器组合解算姿态角的过程中,磁干扰对俯仰角和横滚角的估计精度产生显著影响。为此,提出一种基于扩展卡尔曼滤波的磁干扰解耦姿态估计算法(DMI-EKF)。首先,在乘性扩展卡尔曼滤波框架内,将四元数分解为估计四元数和误差四元数,并将误差四元数作为状态量优化。接着,通过深入分析磁力计干扰信息对俯仰角和横滚角的影响机制,利用惯性传感器数据计算出的四元数提取水平磁矢量,结合加速度信息构建观测方程,实现磁干扰分离。动态实验表明:与传统EKF算法相比,所提算法的俯仰角和横滚角解算精度分别提升44.5%和50.2%,显著增强复杂环境下姿态估计的可靠性与准确性。 展开更多
关键词 四元数 扩展卡尔曼滤波 姿态估计 磁惯性传感器
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一种低功耗数字阀建模、性能分析及试验验证
9
作者 姚静 杨帅 +1 位作者 王梦阳 王佩 《航空学报》 北大核心 2025年第2期319-334,共16页
高速开关式数字阀是航空液压系统核心控制元件之一,直接关乎飞行器的性能与运行安全。响应时间是数字阀首要指标,通过提高激励电压可以有效改善动态特性,但容易造成过多能量消耗和温升,进而带来电磁力等多方面性能退化,甚至出现匝间击... 高速开关式数字阀是航空液压系统核心控制元件之一,直接关乎飞行器的性能与运行安全。响应时间是数字阀首要指标,通过提高激励电压可以有效改善动态特性,但容易造成过多能量消耗和温升,进而带来电磁力等多方面性能退化,甚至出现匝间击穿、烧毁等安全事故。针对以上问题提出了一种新型低功耗数字阀。在磁路中引入永磁体,利用永磁体的磁场维持工作状态,仅在启闭过程激励瞬时电压,从而降低阀的功耗,以减弱数字阀高响应与低温升之间的设计矛盾。在此基础上,分别建立了永磁体磁场和电磁场混合励磁下低功耗数字阀的理论模型和有限元模型,研究了关键参数对其电磁特性、动态特性和能耗特性影响。最后,搭建了数字阀试验台,对仿真模型及分析结果进行验证。试验表明,与搭配先进控制方法的传统数字阀相比,低功耗数字阀启闭响应时间分别缩短49.3%和35.6%,流量可控区间扩展20%。大占空比下,低功耗数字阀温升最高降低40℃,且温升不受占空比影响,低功耗数字阀对提升航空液压系统性能及安全性具重要意义。 展开更多
关键词 低功耗 数字阀 磁场耦合 动态特性 静态特性 温升
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基于时变滑模的高速飞行器复合控制方法
10
作者 周荻 王欢 +1 位作者 张奕群 楼朝飞 《航空学报》 北大核心 2025年第6期152-166,共15页
针对高速飞行器机动飞行过程中气动参数随时间变化的问题,提出了一种直/气复合系统的时变控制方法。针对高速飞行器复合控制系统时变模型,在气动力系统中,采用线性二次型调节器设计时变控制律。在此基础上,构建了直接力控制时变受控对象... 针对高速飞行器机动飞行过程中气动参数随时间变化的问题,提出了一种直/气复合系统的时变控制方法。针对高速飞行器复合控制系统时变模型,在气动力系统中,采用线性二次型调节器设计时变控制律。在此基础上,构建了直接力控制时变受控对象,然后针对该时变系统提出了一种将系统转换为相变量标准型的滑模控制方法。利用Lyapunov-Krasovskii泛函证明了设计的时变复合控制系统的稳定性。仿真表明,与时不变控制器的仿真结果相比,验证了时变复合控制方法的有效性。 展开更多
关键词 时变复合控制 线性二次型调节器 滑模控制 相变量标准型 LYAPUNOV-KRASOVSKII泛函
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基于批处理最小二乘的ARAIM算法
11
作者 李亮 危亦林 +3 位作者 李瑞杰 陈雷 徐鑫 时秀芸 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第9期946-954,共9页
双频快照高级接收机自主完好性监测(ARAIM)算法受限于伪距观测量测距精度和可用卫星数量,难以满足全球范围内LPV-200进近和I类精密进近(CAT-I)的完好性需求。为此,提出一种基于批处理最小二乘的完好性监测算法,通过构建滑动窗口内伪距... 双频快照高级接收机自主完好性监测(ARAIM)算法受限于伪距观测量测距精度和可用卫星数量,难以满足全球范围内LPV-200进近和I类精密进近(CAT-I)的完好性需求。为此,提出一种基于批处理最小二乘的完好性监测算法,通过构建滑动窗口内伪距与载波相位观测量批处理的观测模型与状态约束,降低保护水平,提升监测算法的可用性。仿真结果表明,所提算法在用户测距精度取1 m时的缺星星座配置下,可实现LPV-200全球范围内95%可用性的全覆盖,99.5%全球可用性覆盖范围至多可比传统快照算法提升31.03%;CAT-I全球范围内95%可用性范围比传统快照算法提升61.30%。 展开更多
关键词 高级接收机自主完好性监测 保护水平 批处理 完好性监测 可用性
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无人飞行器集群自主控制:预设性能驱动的安全编队控制
12
作者 方浩 赵欣悦 陈杰 《自动化学报》 北大核心 2025年第5期931-941,共11页
针对障碍环境下多无人机编队跟踪问题,提出一种兼顾编队跟踪性能与安全的控制框架.在该框架中,首先利用性能边界可调的预设性能控制方法生成期望控制信号,使无人机跟踪虚拟领导者的期望轨迹,跟踪过程中满足瞬态与稳态误差约束.进一步,... 针对障碍环境下多无人机编队跟踪问题,提出一种兼顾编队跟踪性能与安全的控制框架.在该框架中,首先利用性能边界可调的预设性能控制方法生成期望控制信号,使无人机跟踪虚拟领导者的期望轨迹,跟踪过程中满足瞬态与稳态误差约束.进一步,基于控制障碍函数描述无人机的安全状态集合并建立二次规划问题,利用Karush-Kuhn-Tucker条件得到最小干预安全控制器的闭式解.最后,利用安全控制的闭式解构造辅助系统,实现性能函数的自适应更新.理论分析表明,该算法能够在编队跟踪与安全性冲突条件下确保系统安全,在不发生冲突时实现性能约束下的编队跟踪.仿真结果验证了提出算法的有效性. 展开更多
关键词 多无人机编队跟踪 安全控制 预设性能控制 控制障碍函数 辅助系统
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基于复合全局非奇异快速终端滑模的四旋翼无人机轨迹跟踪控制
13
作者 陈城 刘云平 +2 位作者 张永宏 孙元鑫 徐梁 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第10期1050-1060,共11页
为提升四旋翼无人机在多源干扰情况下的轨迹跟踪精度和快速性,提出了一种复合全局非奇异快速终端滑模控制方法。首先,充分考虑四旋翼无人机位置和姿态回路特性,将其划分为4个独立通道使其转为级联通道。其次,采用扩张状态观测器对集总干... 为提升四旋翼无人机在多源干扰情况下的轨迹跟踪精度和快速性,提出了一种复合全局非奇异快速终端滑模控制方法。首先,充分考虑四旋翼无人机位置和姿态回路特性,将其划分为4个独立通道使其转为级联通道。其次,采用扩张状态观测器对集总干扰(各通道中的耦合项和外部干扰)和状态信息进行估计,基于估计的信息设计复合全局非奇异快速终端滑模控制,并采用饱和函数代替符号函数以保证控制量的连续性。最后,仿真结果表明,所提方法相比较于传统的PID、自抗扰控制及非奇异快速终端滑模控制方案分别提高了76.3%、62.7%及74.4%,验证了所提控制方案具有更高的轨迹跟踪精度和抗干扰性。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 轨迹跟踪 扩张状态观测器 非奇异快速终端滑模 抗干扰
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考虑非匹配扰动的飞机EMA伺服系统的改进滑模复合控制
14
作者 常雨芳 张闯闯 +2 位作者 高鹏 严怀成 黄文聪 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第7期1407-1416,共10页
飞机机电作动器(EMA)伺服系统中普遍存在的非匹配扰动会降低系统状态的跟踪精度.针对此问题,本文提出了一种基于级联扩张状态观测器的改进非奇异全局终端滑模和非匹配扰动估计反馈补偿的复合控制方法.首先,在对非匹配扰动进行精确定义... 飞机机电作动器(EMA)伺服系统中普遍存在的非匹配扰动会降低系统状态的跟踪精度.针对此问题,本文提出了一种基于级联扩张状态观测器的改进非奇异全局终端滑模和非匹配扰动估计反馈补偿的复合控制方法.首先,在对非匹配扰动进行精确定义的基础上建立了系统的优化数学模型,设计了级联扩张状态观测器对非匹配和匹配扰动进行实时估计;其次,基于扰动估计信息设计了改进非奇异全局终端滑模面和控制律,使系统制动压力可以精确跟踪其期望输出值;再次,通过非匹配扰动估计反馈补偿抵消了系统转子角速度输出的跟踪误差,抑制了非匹配扰动对系统状态的负面影响;最后,在3类期望输出制动压力下进行了仿真分析,验证了本文提出的飞机EMA伺服系统复合控制方法能够有效处理非匹配扰动的影响,使系统状态获得更快的收敛速度以及更高的跟踪精度. 展开更多
关键词 机电作动器 非匹配扰动 级联扩张状态观测器 非奇异全局终端滑模
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一种输入受限二阶水下无人系统自适应鲁棒滑模控制方法
15
作者 宋志国 张洪源 赵长见 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第6期631-636,共6页
不同于传统降阶控制方法,在某输入受限水下无人系统二阶动力学模型的基础上,提出了一种自适应鲁棒滑模控制方法。在保留原始模型优良特性的同时,证明了滑模面趋近速率与控制系统鲁棒性能之间的等价关系。同时,将控制参数的选定问题转换... 不同于传统降阶控制方法,在某输入受限水下无人系统二阶动力学模型的基础上,提出了一种自适应鲁棒滑模控制方法。在保留原始模型优良特性的同时,证明了滑模面趋近速率与控制系统鲁棒性能之间的等价关系。同时,将控制参数的选定问题转换为寻优问题,通过实时自适应调节控制参数,在最小化滑模面到达时间、最大化控制系统鲁棒性能的同时,保证了控制输出满足执行机构的物理约束。数值仿真结果表明,所提出的鲁棒滑模控制方法能够在系统存在扰动的情况下有效跟踪期望信号,最大相对跟踪误差小于3‰,证明了所提方法的鲁棒性,同时,结合有限控制输出的仿真结果证明了所提出的有限输出参数自适应调节方法的可行性。 展开更多
关键词 输入受限控制 滑模控制 自适应控制 鲁棒控制 二阶系统
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基于分布式凸优化的能量最优多向协同制导方法
16
作者 王江 朱梓杨 +1 位作者 李虹言 王鹏 《兵工学报》 北大核心 2025年第6期319-333,共15页
多飞行器角度最优协同制导能够以最低能耗实现对机动目标的多向拦截,是制导领域的重要研究方向。现有最优协同制导方法需利用全局信息生成最优制导指令,故多采用集中式通信拓扑,而集中式通信可靠性较低,不利于实际应用。针对上述问题,... 多飞行器角度最优协同制导能够以最低能耗实现对机动目标的多向拦截,是制导领域的重要研究方向。现有最优协同制导方法需利用全局信息生成最优制导指令,故多采用集中式通信拓扑,而集中式通信可靠性较低,不利于实际应用。针对上述问题,基于分布式凸优化理论,提出一种分布式能量最优多向协同制导方法,以解决分布式信息局部性与协同指令全局最优性之间的矛盾。该方法基于广义弹道成型制导律(Generalized Trajectory Shaping Guidance Law,GTSG),通过解析推导飞行器控制能量与期望终端视线角的映射关系,以总控制能量为目标函数,并结合相对视线角约束构建分布式凸优化问题。提出扩展原始对偶算法,实现分布式全局寻优,实时协调飞行器期望视线角,使多飞行器在GTSG作用下以最小能耗协同拦截目标。仿真结果及其分析表明:相比于现有的集中式多向协同制导算法,所提方法无需依赖中心节点,同时兼顾了全局能量最优性。 展开更多
关键词 协同制导 相对视线角约束 能量最优 分布式凸优化 原始对偶算法 目标机动
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修正相位缠绕误差的机载电离层异常监测方法
17
作者 赵琳 贺崟 +2 位作者 贾春 庞志超 李阳 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第2期205-212,共8页
电离层异常是地基增强系统服务航空用户需要监测的重要风险源之一。传统机载码-载波偏离度(CCD)电离层异常监测方法需要低通滤波器平滑伪距噪声,这导致算法存在异常探测能力弱且响应时间长等问题。基于此,提出了一种基于修正相位缠绕误... 电离层异常是地基增强系统服务航空用户需要监测的重要风险源之一。传统机载码-载波偏离度(CCD)电离层异常监测方法需要低通滤波器平滑伪距噪声,这导致算法存在异常探测能力弱且响应时间长等问题。基于此,提出了一种基于修正相位缠绕误差的频间差分模型以监测电离层异常的方法。利用双频载波相位进行站间、频间和历元间的差分,以构建检测统计量,并针对检测统计量中残留的相位缠绕误差,构建了基于载波相位时间差分测速的修正模型。为验证所提方法的性能,在实测动态机载GNSS数据中加入两类典型电离层异常情况进行仿真测试。与CCD方法相比,所提方法能够实时反映机载电离层延迟误差的变化情况。针对Ⅰ型异常,具备与传统CCD方法相当的监测能力;针对Ⅱ型异常,可检测异常幅值降低76%,对幅值为5 m的Ⅱ型异常,响应时间缩短24%。 展开更多
关键词 卫星导航系统 地基增强系统 电离层异常 相位缠绕 频间差分
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基于改进虚拟弹簧模型的无人机路径规划算法研究 被引量：1
18
作者 肖蘅 张汇 +1 位作者 周文 穆震杰 《航空工程进展》 2025年第2期23-30,共8页
由于无人机的路径规划问题以及虚拟弹簧模型(VSM)在路径规划过程中存在目标不可达和狭窄通道易振荡问题,在虚拟弹簧模型的基础上,提出一种改进虚拟弹簧模型的无人机路径规划算法。首先,建立无人机与障碍物的排斥力公式以及无人机与目标... 由于无人机的路径规划问题以及虚拟弹簧模型(VSM)在路径规划过程中存在目标不可达和狭窄通道易振荡问题,在虚拟弹簧模型的基础上,提出一种改进虚拟弹簧模型的无人机路径规划算法。首先,建立无人机与障碍物的排斥力公式以及无人机与目标点的牵引公式,完成无人机的局部路径规划;然后,在虚拟弹簧模型中引入边界力概念,解决无人机狭窄通道易振荡及目标不可达的问题;最后,结合仿真实验对所提算法的有效性进行验证。结果表明:相较于传统虚拟弹簧模型和改进虚拟弹簧模型,本文提出的无人机路径算法在狭窄通道环境下进行无人机路径规划所形成的路径更加平滑,在目标不可达情况下能够使无人机顺利到达目标点,能够在相对复杂的环境中对无人机路径进行规划。 展开更多
关键词 路径规划 无人机 虚拟弹簧模型 边界力 目标不可达性 狭窄通道
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基于模糊自适应滤波的MIMU/GNSS组合导航算法
19
作者 严恭敏 吕佩儒 杨小康 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第6期538-545,共8页
量测噪声的剧烈变化易导致组合导航精度下降甚至发散。针对车载微机电惯性测量单元/全球卫星导航系统(MIMU/GNSS)组合导航场景中量测噪声变化时Sage-Husa自适应滤波收敛慢的问题,提出一种基于高斯隶属函数模糊自适应的组合导航算法。采... 量测噪声的剧烈变化易导致组合导航精度下降甚至发散。针对车载微机电惯性测量单元/全球卫星导航系统(MIMU/GNSS)组合导航场景中量测噪声变化时Sage-Husa自适应滤波收敛慢的问题,提出一种基于高斯隶属函数模糊自适应的组合导航算法。采用高斯隶属函数模糊推理系统,实时修正难以精确建模的量测噪声,提高滤波器对量测噪声变化的跟踪性能,从而提升导航精度。仿真与车载实验表明:所提算法解决了量测噪声变化时Sage-Husa自适应滤波算法收敛慢的问题,其跟踪收敛时间分别缩短了57.7%和41.1%,遮挡路段定位精度分别提高了11.3%和46.2%,遮挡结束后精度分别提高了23.9%和73.2%。 展开更多
关键词 MIMU/GNSS组合导航 Gauss隶属函数 模糊自适应 车载导航系统
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无人机自主探索改进视点生成与视点图优化方法
20
作者 吕品 刘威 +3 位作者 王研 温烨贝 王雨纯 赖际舟 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第7期672-679,共8页
现有探索算法视点生成盲目性强,且在复杂环境中迭代时间长、算力消耗大。随着探索范围的扩大,全局图的冗余节点增多,内存占用增加,路径规划的复杂度也会大幅提升。针对上述问题,提出了一种无人机自主探索改进视点生成与视点图优化方法... 现有探索算法视点生成盲目性强,且在复杂环境中迭代时间长、算力消耗大。随着探索范围的扩大,全局图的冗余节点增多,内存占用增加,路径规划的复杂度也会大幅提升。针对上述问题,提出了一种无人机自主探索改进视点生成与视点图优化方法。首先,设计了基于边界簇引导的视点生成策略,在边界簇附近集中生成少量高探索价值视点,并在自由区域均匀采样,提高了视点生成的效率与质量。同时,将萤火虫优化方法从点吸引扩展到线吸引,提高视点安全性。然后,提出基于扩展视点信息结构的全局视点图更新与维护方法,根据视点信息快速清除无用视点并提取引导视点,精简全局图规模的同时优化重规划路径。仿真实验结果表明,所提方法在视点生成阶段使耗时降低67.9%、算力消耗减少18.2%,并将视点平均安全距离提升43.8%;在全局图维护与重规划阶段实现节点数量减少13.2%、边数量缩减79.8%,为低算力小型化无人机自主探索任务提供了有效解决方案。 展开更多
关键词 无人机 自主探索 视点生成 图更新
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