基于扩展卡尔曼滤波的动中通低成本姿态估计 被引量：15

1

作者 闫林波 贾维敏 +1 位作者 姚敏立 沈晓卫 《电光与控制》 北大核心 2013年第7期53-57,共5页

针对动中通系统低成本姿态估计问题,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波的姿态估计算法。该算法以四元数作为状态变量,通过融合陀螺、加速度计以及单基线GPS位置和速度信息估计载体的姿态信息。针对载体机动加速度的影响,通过单基线GPS提供... 针对动中通系统低成本姿态估计问题,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波的姿态估计算法。该算法以四元数作为状态变量,通过融合陀螺、加速度计以及单基线GPS位置和速度信息估计载体的姿态信息。针对载体机动加速度的影响,通过单基线GPS提供的速度信息对载体的机动加速度进行初步补偿;当载体发生转弯时,利用侧滑角补偿法进一步校正。实验结果表明,该算法成功融合了陀螺的短时精确性、加速度计的长时稳定性和GPS精确的测速和定位功能,系统的动态估计精度在±0.5°内,满足了动中通的应用要求。 展开更多

关键词 姿态估计 扩展卡尔曼滤波 单基线GPS 动中通 侧滑角

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一种应用于低成本动中通天线的组合导航算法设计 被引量：1

2

作者 王青江 《电讯技术》 北大核心 2023年第5期707-711,共5页

卫星/微机电惯性组合导航系统具有体积小、成本低等优点,可以为动中通天线提供位置、速度以及姿态信息,然而其无法依靠自身完成航向初始化,除此之外在静态场景下由于航向可观测性较差,面临航向发散的问题。结合动中通天线的特征,设计并... 卫星/微机电惯性组合导航系统具有体积小、成本低等优点,可以为动中通天线提供位置、速度以及姿态信息,然而其无法依靠自身完成航向初始化,除此之外在静态场景下由于航向可观测性较差,面临航向发散的问题。结合动中通天线的特征,设计并开发了一种应用于动中通天线的组合导航算法。通过该算法得到的跑车测试结果北向、东向以及天向的位置信息精度分别为2.1 m、1.9 m及1.7 m,北向、东向以及天向的速度精度分别为0.05 m/s、0.05 m/s、0.04 m/s,横滚角、俯仰角、航向角精度依次为0.05°、0.08°、0.11°。长时间的摇摆台测试结果表明采用该方案场强跟踪信号强度均值为8.93 dBW,信号跟踪平稳。 展开更多

关键词 动中通 组合导航 动态测姿 扩展卡尔曼滤波(EKF)

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动中通步进跟踪系统的设计与仿真 被引量：5

3

作者 冯磊 刘强 韩小军 《无线电工程》 2014年第3期73-76,共4页

步进跟踪在低成本动中通跟踪系统的设计中得到了广泛的应用。在对动中通跟踪问题分析的基础上,对双向搜索式的步进跟踪原理进行了研究,并对算法的实现进行了设计,同时给出了具体工作步骤。对影响步进跟踪算法的关键因素步长的选择进行... 步进跟踪在低成本动中通跟踪系统的设计中得到了广泛的应用。在对动中通跟踪问题分析的基础上,对双向搜索式的步进跟踪原理进行了研究,并对算法的实现进行了设计,同时给出了具体工作步骤。对影响步进跟踪算法的关键因素步长的选择进行了仿真验证,结果表明,选择合适的步长能够有效地减少步进次数。 展开更多

关键词 步进跟踪 动中通 天线控制器

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一种基于改进Denavit-Hartenberg方法的三轴“动中通”天线运动学建模方案 被引量：2

4

作者 任娇 冀晓翔 +2 位作者 李江红 韩磊 吴亚锋 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期518-528,共11页

为解决目前三轴"动中通"天线建模方法存在的模型精度低、可移植性差等缺点,提出一种新型改进Denavit-Hartenberg(new modified DH,NMDH)方法三轴“动中通”天线运动学建模方案。为克服天线固有机械结构导致的建模困难,同时满... 为解决目前三轴"动中通"天线建模方法存在的模型精度低、可移植性差等缺点,提出一种新型改进Denavit-Hartenberg(new modified DH,NMDH)方法三轴“动中通”天线运动学建模方案。为克服天线固有机械结构导致的建模困难,同时满足改进Denavit-Hartenberg(modified DH,MDH)方法的建模要求,在MDH方法的基础上,分别设计加入虚拟坐标系和辅助坐标系,得到三轴“动中通”天线的正向运动学模型及其逆运动学解。通过数字仿真验证了NMDH建模方案的正确性。系统试验结果表明,文中提出的NMDH建模方案取得了良好的天线跟踪卫星效果,并且比工程应用中常用的系统辨识建模方法具有更强的可移植性。 展开更多

关键词 三轴动中通天线 新型改进Denavit-Hartenberg方法 虚拟坐标系 辅助坐标系 运动学模型

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多板天线“动中通”跟踪测角算法研究 被引量：2

5

作者 秦丽平 徐贵民 +1 位作者 赵建勋 周淑华 《电光与控制》 北大核心 2009年第6期86-88,共3页

跟踪技术是低轮廓"动中通"系统的核心技术之一。研究了多板天线"动中通"系统的跟踪方案,并针对低轮廓"动中通"跟踪过程中如何获取天线指向相对于卫星方向的偏差角问题,提出了适用于一维机扫一维电扫的多... 跟踪技术是低轮廓"动中通"系统的核心技术之一。研究了多板天线"动中通"系统的跟踪方案,并针对低轮廓"动中通"跟踪过程中如何获取天线指向相对于卫星方向的偏差角问题,提出了适用于一维机扫一维电扫的多板天线"动中通"系统的方位、俯仰跟踪测角算法,解决了系统的跟踪测角问题,为实现低轮廓低成本"动中通"系统提供了重要的理论参考。 展开更多

关键词 多板天线 动中通 跟踪 测角

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船载VSAT动中通天线测试技术指标研究 被引量：1

6

作者 康小勇 杨晓婧 齐海勇 《数字通信世界》 2014年第9期6-10,共5页

本文以保障船舶VSAT小站通信链路的稳定性为根本要求,以VSAT网络运营者的角度,从保障通信链路的稳定建立方面,介绍了对船载卫星通信天线的指标要求及测试技术指标,阐明了在工程技术应用上,船载动中通天线的测试技术指标,以确定船舶卫星... 本文以保障船舶VSAT小站通信链路的稳定性为根本要求,以VSAT网络运营者的角度,从保障通信链路的稳定建立方面,介绍了对船载卫星通信天线的指标要求及测试技术指标,阐明了在工程技术应用上,船载动中通天线的测试技术指标,以确定船舶卫星通信天线系统的选择,保障卫星通信的链路稳定可靠性,提升运营服务水平。 展开更多

关键词 船舶卫星通信 动中通天线 天线性能测试

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基于同时扰动随机逼近的“动中通”步进跟踪算法 被引量：1

7

作者 郝路瑶 王标标 《燕山大学学报》 CAS 2013年第6期535-541,共7页

为了提高动中通系统的跟踪性能,在对动中通系统特性分析的基础上,借鉴参数优化的思想和方法提出了一种基于同时扰动随机逼近的步进跟踪算法,算法的核心思想是利用高效的同时扰动技术对跟踪的梯度进行估计,而且算法仅利用带噪声的信号强... 为了提高动中通系统的跟踪性能,在对动中通系统特性分析的基础上,借鉴参数优化的思想和方法提出了一种基于同时扰动随机逼近的步进跟踪算法,算法的核心思想是利用高效的同时扰动技术对跟踪的梯度进行估计,而且算法仅利用带噪声的信号强度的测量值对梯度进行估计。该算法能够同时驱动天线波束在方位面和俯仰面以接收信号的最陡上升方向即梯度方向跟踪目标卫星。计算机模拟分析结果表明该算法不仅是有效的,而且具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 动中通 同时扰动随机逼近 步进跟踪 梯度

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机械调整式极化跟踪器 被引量：7

8

作者 阮云国 邓智勇 张博 《无线电通信技术》 2014年第3期55-57,共3页

在低剖面动中通天线系统中,辐射器多为平板阵列或柱形抛物面的形式,由于天线高度限制,无法通过旋转天线面板的方式进行极化跟踪,需要独立的极化跟踪调整机构,针对此提出了一种新型机械调整式极化跟踪器,具有结构紧凑和可靠性高的特点。... 在低剖面动中通天线系统中,辐射器多为平板阵列或柱形抛物面的形式,由于天线高度限制,无法通过旋转天线面板的方式进行极化跟踪,需要独立的极化跟踪调整机构,针对此提出了一种新型机械调整式极化跟踪器,具有结构紧凑和可靠性高的特点。通过电机驱动波导关节及OMT实现上行极化调整。基于极化波合成的工作原理,提出了系统设计方案,并描述了核心器件的设计方法。给出仿真与实测结果,且二者吻合较好。 展开更多

关键词 动中通 极化 正交器 极化跟踪

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多个抛物面合成天线的旁瓣抑制 被引量：1

9

作者 刘展 史金倩 +2 位作者 吴仁斌 邢勇 杨瑞 《微波学报》 CSCD 北大核心 2014年第1期29-33,38,共6页

采用多个小口径抛物面天线组成天线阵是反射面动中通系统降低天线高度的重要方法,但由于天线尺寸和数量的限制,合成天线方向图会形成较高的旁瓣。从理论上分析了抛物面合成天线的方向图特性,给出了几种降低峰值旁瓣电平的方法,并结合仿... 采用多个小口径抛物面天线组成天线阵是反射面动中通系统降低天线高度的重要方法,但由于天线尺寸和数量的限制,合成天线方向图会形成较高的旁瓣。从理论上分析了抛物面合成天线的方向图特性,给出了几种降低峰值旁瓣电平的方法,并结合仿真实验讨论了不等幅馈电技术、天线间距以及子天线口径对合成天线峰值旁瓣电平的影响,采用遗传算法,以降低合成天线峰值旁瓣为优化目标对上述因素进行了全局优化。仿真结果验证了理论分析的正确性,表明综合运用不等幅馈电技术和减小天线间距可以显著降低天线旁瓣电平。 展开更多

关键词 动中通 抛物面合成天线 旁瓣抑制 遗传算法

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基于平方根差分滤波的动中通姿态稳定方法 被引量：1

10

作者 沈晓卫 贾维敏 +1 位作者 王虹 姚敏立 《电光与控制》 北大核心 2012年第3期60-64,共5页

为了隔离载体扰动对天线指向的影响,研究了单基线GPS和微惯性传感器组合的低成本姿态估计及稳定方法。该方法以四元素和陀螺误差作为状态变量,根据陀螺角速率信息、加速度计的重力场信息和单基线GPS航向信息分别建立状态方程和量测方程... 为了隔离载体扰动对天线指向的影响,研究了单基线GPS和微惯性传感器组合的低成本姿态估计及稳定方法。该方法以四元素和陀螺误差作为状态变量,根据陀螺角速率信息、加速度计的重力场信息和单基线GPS航向信息分别建立状态方程和量测方程,设计具有不同测量周期的平方根差分滤波分别融合惯性传感器和GPS信息,解决了加速度计与单基线GPS航向信息输出频率不一致问题;利用估计出的姿态角在角位置环路上对天线进行捷联稳定,隔离载体扰动。仿真结果表明,平方根差分滤波能有效估计出载体姿态,利用中等精度的微惯性器件可以满足动中通姿态稳定的需求。 展开更多

关键词 动中通卫星通信 姿态稳定 平方根差分滤波 四元素

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基于STM32F4动中通姿态测量模块设计

11

作者 陈著明 赵自知 《变频器世界》 2021年第6期106-109,共4页

本文基于STM32F405动中通姿态测量模块设计,采用MEMS陀螺仪、加速度计和GPS/北斗模块;以四元素为状态变量,通过EKF滤波算法进行姿态角度估计。试验应用表明,该算法成功融合了陀螺的短时精确性、加速度计的长时稳定性,方位角短时间动态精... 本文基于STM32F405动中通姿态测量模块设计,采用MEMS陀螺仪、加速度计和GPS/北斗模块;以四元素为状态变量,通过EKF滤波算法进行姿态角度估计。试验应用表明,该算法成功融合了陀螺的短时精确性、加速度计的长时稳定性,方位角短时间动态精度±0.5°,俯仰和横滚的动态估计精度在±0.4°内,满足动中通的应用要求。 展开更多

关键词 动中通 姿态估计 扩展卡尔曼滤波 四元素

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基于MIMU/GPS的动中通航姿估计

12

作者 姚若晨 《微计算机信息》 2012年第10期289-291,326,共4页

针对低成本动中通系统中的航姿估计问题,提出一种双卡尔曼滤波算法。航向上采用陀螺和GPS信息,通过一维开关卡尔曼滤波得到准确的航向角;姿态上以陀螺为基础,并利用GPS的速度信息校正加速度计的测量值,将校正后的测量信息作为测量向量,... 针对低成本动中通系统中的航姿估计问题,提出一种双卡尔曼滤波算法。航向上采用陀螺和GPS信息,通过一维开关卡尔曼滤波得到准确的航向角;姿态上以陀螺为基础,并利用GPS的速度信息校正加速度计的测量值,将校正后的测量信息作为测量向量,通过五为扩展卡尔曼滤波得到准确的姿态角。实验结果表明,该算法能够准确估计载体航姿和陀螺零偏,航姿角估计误差小于0.3°,俯仰角、横滚角和航向角估计误差的方差分别为0.0724°、0.1025°和0.0348°,三轴陀螺零偏误差均值均小于2×10-4°/s,能够满足动中通的应用要求。 展开更多

关键词 动中通 航姿估计 卡尔曼滤波

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“动中通”卫星通信系统与同址电台干扰问题研究

13

作者 马谢 赵治国 +2 位作者 周万宁 刘海峰 VLADIMIR·MORDACHEV 《通信技术》 2019年第12期2938-2943,共6页

“动中通”卫星通信技术目前广泛应用于民用和军用领域,但其对星伺服机构的控制相比“静中通”系统更加复杂、电磁频谱更加丰富,产生的电磁能量会对同址其他通信系统造成干扰。因此,以一个典型的“动中通”卫星通信车为例,研究线缆及布... “动中通”卫星通信技术目前广泛应用于民用和军用领域,但其对星伺服机构的控制相比“静中通”系统更加复杂、电磁频谱更加丰富,产生的电磁能量会对同址其他通信系统造成干扰。因此,以一个典型的“动中通”卫星通信车为例,研究线缆及布线对系统电磁兼容性的影响,逐步确定了干扰源和主要干扰途径,并通过建立伺服系统线缆的电磁模型,对线-天线的耦合进行仿真分析,提出了“动中通”卫星通信系统对同址电台产生干扰的优化解决方案,最终以实测验证了该手段的有效性。 展开更多

关键词 动中通 卫星通信 电磁干扰 同址干扰

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基于遗传算法多子阵平板天线旁瓣电平优化 被引量：9

14

作者 林志强 姚敏立 沈晓卫 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期369-375,共7页

从理论上分析了多子阵平板天线的方向图特性,指出其旁瓣电平难以通过传统的不等幅馈电技术得以抑制。以降低天线扫描范围内的最高旁瓣电平为目标,采用遗传算法对子阵间距进行优化,并在间距优化的基础上讨论了天线单元方向性与不等幅馈... 从理论上分析了多子阵平板天线的方向图特性,指出其旁瓣电平难以通过传统的不等幅馈电技术得以抑制。以降低天线扫描范围内的最高旁瓣电平为目标,采用遗传算法对子阵间距进行优化,并在间距优化的基础上讨论了天线单元方向性与不等幅馈电技术对旁瓣电平的影响。仿真结果证明了理论分析的正确性,表明子阵间距优化可以显著降低天线的旁瓣电平,且在天线口径相同的情况下,所划分的子阵数越多则优化效果越明显。所用方法和分析结果可为多子阵平板天线的设计提供参考。 展开更多

关键词 多子阵平板天线 动中通 遗传算法 旁瓣抑制

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一种改进的“动中通”步进跟踪算法 被引量：7

15

作者 郝路瑶 姚敏立 许华春 《电光与控制》 北大核心 2010年第12期64-67,74,共5页

研究了"动中通"的初始捕获、重捕获及跟踪算法。为了提高"动中通"系统的性能,针对系统中传统的初始捕获、重捕获及跟踪算法在捕获速度和跟踪精度之间的矛盾,提出了一种基于变步长的步进跟踪算法。该算法具有初始捕... 研究了"动中通"的初始捕获、重捕获及跟踪算法。为了提高"动中通"系统的性能,针对系统中传统的初始捕获、重捕获及跟踪算法在捕获速度和跟踪精度之间的矛盾,提出了一种基于变步长的步进跟踪算法。该算法具有初始捕获及重捕获阶段搜索步长自动增大而系统转入跟踪后步长很小的特点。理论分析和计算机仿真结果表明:该算法在保持较低计算复杂度的前提下,能同时获得较快的捕获速度及较高的跟踪精度。 展开更多

关键词 动中通 变步长 初始捕获 步进跟踪 跟踪算法

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基于开关扩展卡尔曼滤波的姿态估计 被引量：3

16

作者 姚若晨 《电讯技术》 北大核心 2012年第5期674-679,共6页

针对低成本动中通系统中的姿态估计问题,提出一种开关扩展卡尔曼滤波算法。以无航向角的姿态更新算法为基础,根据微机械陀螺和加速度计分别建立系统状态方程和测量方程。针对机动加速度的影响,设计了三维开关扩展卡尔曼滤波方程,对载体... 针对低成本动中通系统中的姿态估计问题,提出一种开关扩展卡尔曼滤波算法。以无航向角的姿态更新算法为基础,根据微机械陀螺和加速度计分别建立系统状态方程和测量方程。针对机动加速度的影响,设计了三维开关扩展卡尔曼滤波方程,对载体姿态角和陀螺零偏进行实时估计。实验结果表明,该算法能够准确估计载体姿态和陀螺零偏,姿态角估计误差小于0.5°,俯仰角和横滚角估计误差的方差分别为0.130 1°和0.140 5°,两轴陀螺零偏误差均值均小于(2×10-4)°/s,能够满足动中通的应用要求。 展开更多

关键词 动中通 姿态估计 卡尔曼滤波

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一种卫星动中通阴影和波束指向偏差估计方法

17

作者 胡朝军 郭文普 +2 位作者 姚敏立 刘杉 吴诗琪 《微波学报》 CSCD 北大核心 2016年第3期55-59,共5页

当目标卫星被遮挡,或天线波束指向偏差较大时,卫星通信质量会变差,甚至导致卫星通信中断。针对卫星动中通阴影和天线波束指向偏差的问题,建立了一种综合考虑地理环境和波束指向偏差的接收信号功率模型,提出了一种基于接收信号强度特征... 当目标卫星被遮挡,或天线波束指向偏差较大时,卫星通信质量会变差,甚至导致卫星通信中断。针对卫星动中通阴影和天线波束指向偏差的问题,建立了一种综合考虑地理环境和波束指向偏差的接收信号功率模型,提出了一种基于接收信号强度特征参数的阴影判断和天线波束指向偏差估计方法,方法充分利用了卫星动中通信道特性,适用于接收信号的快变化和慢变化两种情况。当出现个别较大指向偏差值时,模型能够有效降低误差影响。最后给出了实验仿真结果,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 移动卫星通信 卫星动中通 统计模型 阴影 波束指向偏差

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