一、漂移力矩短期稳定性自转轴45°(论文文献综述)
张敏[1](2021)在《重力测量的环境影响研究》文中研究说明对地球重力加速度的高精度绝对测量,可以用来研究地球的内部结构、地球动力学和地震监测等相关地球物理科学问题,也可以用来获悉地球矿产资源分布和对飞行器进行导航与制导等。基于激光干涉原理的绝对重力测量过程中多种因素影响着最终的测量结果,环境的影响主要来自于固体潮汐、海洋潮汐、大气、水文、电磁场、温度等。为了保证绝对重力测量的精度,必须要充分的考虑背景环境的影响,并对背景环境进行科学分析。本文系统地分析了潮汐、大气、水文、地球自转、电磁场、温度、重力垂直梯度等环境因素对重力测量的影响机理,采用理论模型、数字仿真和实际测量检验等方法对各种环境因素影响进行定量化研究。取得的主要创新成果如下:采用格林函数法计算大气对重力测量的影响。计算了大气重力格林函数,分析了不同温度模型、地面温度、干湿度、台站高程、周边地形对重力的影响,并首次讨论了台站湿度对比气体常数取值的影响,计算结果表明不同湿度条件(40%-80%)造成的重力变化约0.1μGal左右,认为比气体常数的取值对结果没有影响。本文构建基于台站实际的格林函数求解式,通过格林函数法计算台站0.5°范围内大气变化对重力测量的影响在10μGal以内。气压变化与大气对重力的影响呈负相关,由大气和大气重力影响经线性回归计算出的大气重力导纳值为-0.3826μGal/h Pa,与采用时间域、频率域导纳值方法得出的导纳值均值-0.3μGal/h Pa相差0.08μGal/h Pa,台站气压变化不超过10 h Pa时,由此造成的大气影响误差在1μGal以内,基本满足绝对重力测量精度需求。整个水文系统包含地表水、地下水和土壤水,前人只对地下水或土壤等单个水文因素对重力测量的影响进行研究,本文首次就整个水文系统对重力测量的影响进行了分析和定量计算。利用武汉地区超导重力仪2013年至2015年重力残差数据检验模拟计算结果。模拟计算整个水文系统的影响与实测重力残差长期变化存在1μGal的差别,证明了模拟计算的有效性。研究结果表明,对重力测量影响较大的潜水和土壤水,在利用各期绝对重力测量值进行地球动力学等研究时需要扣除它们的影响。地球自转对重力测量的影响包含极移、日长变化和科里奥利力。关于它们对重力测量的影响根据相应公式进行了理论计算,结果表明极移对绝对重力测量的影响需要考虑,日长变化和科里奥利力的影响可以忽略。通过误差传递的角度考虑了极移改正公式中潮汐因子、台站经纬度、地球半径、自转速率的参数取值误差对极移的影响,结果发现潮汐因子取1.16或1.18时重力影响存在0.1μGal的误差,台站经纬度1°的误差时重力影响存在0.01μGal的误差,地球半径存在8 km的误差时重力影响存在0.01μGal的误差,自转速率存在10-8rad/s的误差时重力影响存在0.1μGal误差,存在上述参数取值误差时极移改正也基本满足绝对重力测量精度需求。讨论了变化磁场和静电场对重力测量的影响,通过理论计算和实验验证,给出了变化磁场对重力测量的影响机理和影响量级,磁场变化时会对重力测量产生影响,而静电场的影响可以忽略不计。讨论了实际环境中(高压输电线路下)存在变化磁场时对重力测量的影响,对我国220-1000 k V超高压输电线路和变电站区域磁场变化数据进行统计,输电线路下的磁场梯度最大约0.5μT/m,变电站磁场梯度若为5 0μT/m,计算结果表明它们对绝对重力测量的影响不超过0.2μGal。考虑了温度变化对重力测量的影响,给出了温度变化对激光波长、温度变化对真空度,进而对重力测量的影响理论计算方法。通过在北京白家疃实验室进行了温度变化对激光波长、温度变化对真空度的实验,得到了以下新的认识:温度从20℃升至30℃时,因激光波长变化使重力观测值增加6.2μGal,比理论计算结果(2.8μGal)偏大,温度变化与重力变化呈线性趋势;温度从25升至35℃即增高10℃时,因真空度变化使重力值减小10μGal;比理论计算10℃的温度变化产生3μGal重力变化偏大,且重力变化与温度变化基本呈线性变化。针对利用重力垂直梯度值进行不同类型绝对重力仪高度改正的精度问题,本文开展了不同点位、不同高度实际测量重力梯度数据研究,结果表明需要利用实际重力垂直梯度值进行高度改正。除此之外,测量结果表明不同高度梯度结果有可能存在较大的差别,造成50 cm高差的归算差值最大约2.5μGal,影响绝对重力高度改正精度,在重力观测中需要测量不同高度处的重力垂直梯度值进行高度归算。通过对白家疃实验室不同点位垂直梯度的测量结果进行分析,结果表明在地形复杂的地区还需要考虑重力水平梯度的影响。
杨文博[2](2021)在《应用惯性传感器的机载SAR传递对准技术研究》文中研究表明随着现代战争的发展,对敌地空目标的远距离侦测、监视与打击能力,已成为一个国家军事实力的地位象征。机载SAR能适应各种复杂气象条件,可以全天时地对地物目标进行监测,这些独特的优势使其在军事领域得到了广泛应用。运动补偿作为实现高分辨率机载SAR成像的关键技术,决定了战机对地空目标能否完成有效的监视与打击。基于惯性传感器的机载SAR运动补偿技术可在复杂电磁环境下提供天线相位中心短期和长期的姿态与位置信息,但前提是需要解决惯性传感器的系统误差以及天线相位中心处机体结构变形所带来的惯性传感器测量误差问题,因此本文重点研究应用惯性传感器的机载SAR传递对准技术。论文的主要研究工作分为以下几个部分:1.在介绍了惯性导航的基本工作原理基础上,对传统传递对准方法中的姿态匹配、速度匹配与“速度+位置”匹配方法进行理论分析,并在四种不同挠曲变形下,对“速度+位置”匹配所能达到的子惯导姿态精度做了仿真分析,仿真结果表明传统传递对准在处理挠曲变形方面具有很强的局限性且传递对准后的子惯导位置精度无法满足机载SAR运动补偿的需求。2.提出利用相对惯性导航算法来解决天线相位中心处机体挠曲变形无法进行精确建模、子惯导姿态与位置精度不能满足机载SAR运动补偿需求的问题。在阐述相对惯性导航算法的基本原理的基础上,对主、子惯导相对运动关系以及解算方法进行了详细的推导;对相对惯性导航算法在子惯导不加器件误差、初始相对姿态角误差的情况下进行了仿真分析,仿真结果表明利用相对惯性导航算法能对载机SAR天线相位中心处的挠曲变形进行实时跟踪,可获得子惯导处高精度的实时姿态、位置信息,但在子惯导存在器件误差、初始相对姿态角误差时,相对惯性导航算法解算得到的子惯导导航参数精度无法满足机载SAR运动补偿需求,也显示出该算法的局限性。3.给出了相对惯性导航传递对准误差方程的推导过程,建立了系统的状态空间模型,针对子惯导存在器件误差、初始相对姿态的误差问题,提出利用相对惯性导航传递对准方法解决此类误差问题,仿真结果表明利用相对惯性导航传递对准方法得到的子惯导姿态、位置精度可满足机载SAR运动补偿的需求。针对载机直接平飞机动导致相对惯性导航传递对准得到的子惯导姿态误差较大的问题,提出了一种载机平飞解决方案,仿真结果表明采用该方案可获得精度较高的子惯导姿态信息。通过设置三组不同初始相对姿态误差角,来对相对惯性导航传递对准的适用性做了仿真分析。将相对惯性导航传递对准与“速度+位置”传递对准进行了比较,仿真结果表明“速度+位置”传递对准的对准时间较短,但其对准精度较低。本文基于惯性传感器的机载SAR传递对准技术方面的研究工作在提高APC处子惯导精度方面具有重要的理论意义和应用前景。
姚当[3](2021)在《基于13米宽带VLBI系统的UT1自主测定研究》文中指出世界时UT1是以地球自转定义的时间尺度,是构成国家标准时间UTC(NTSC)的重要组成部分,在卫星导航、深空探测等航天工程中具有重要的应用价值。因地球不规则自转等诸多因素,世界时UT1难以准确建模,需要通过VLBI/GNSS等空间大地测量技术来维持。目前,我国使用的UT1依赖于国际地球自转和参考系服务(IERS)所提供的产品。为实现我国自主高精度UT1测量及产品服务,国家授时中心研制了13米宽带VLBI系统(NTSC-VLBI系统)。本文基于NTSC-VLBI系统在世界时UT1自主测定方面开展了相关研究,主要研究成果和创新点如下:1)系统性地开展了世界时UT1自主测定技术研究,并基于国家授时中心初步建成的13米宽带VLBI系统开展了试验验证,建立了一套完整的UT1数据处理流程。参与研制了国家授时中心新一代13米天测与测地VLBI系统,该系统参考VLBI2010规范,具有口径小、快速换源、馈源致冷和宽带观测等技术特点。结合实际站址环境和天线特性等因素,设计并优化了UT1观测纲要。建立了一套完整的UT1数据处理流程,开展了大量的实际试验验证,相比于IERS C04序列,UT1测量偏差为14.5微秒,标准差为58.8微秒。2)开展了VLBI测定UT1的误差分析,并通过精化台站坐标和改进VLBI设备时延校准技术,有效提升了UT1测量精度。分析了各项误差源对UT1测量精度的影响,从长期试验结果中发现喀什站和吉林站站址坐标的长期变化导致了UT1测量精度下降,进而对两站站坐标进行精化。开展了VLBI设备时延的强源校准方法试验研究,在UT1观测时段前后半小时设计了强源观测,在数据处理时采用强源的残余时延作为系统差对其它射电源观测进行修正,有效提升了UT1测量精度。3)面向UT1例行服务的需求,提出了在基本不影响UT1精度情况下,可有效减少原始数据量的数据采集方法。针对NTSC-VLBI系统采集得到的数据量相比老一代VLBI系统急剧增大的问题,对数据采集进行优化设计,基于带宽综合原理,提出了8通道256 MHz的采集方法,并利用实测数据验证了该方法的有效性。结果表明,8通道采集记录下的UT1测量精度接近16通道512 MHz的UT1测量精度,且记录的数据量较少50%。4)提出了基于NTSC-VLBI测量的UT1和i GMAS测量的日长变化融合处理算法,获得连续高精度的UT1产品。NTSC-VLBI系统可高精度测量UT1,国际GNSS监测评估系统(i GMAS)可提供连续的日长变化产品,结合二者优势发展了融合处理算法。利用2018年观测数据,开展实际试验,结果表明经融合后,在获得连续的UT1产品的同时,UT1产品的精度得到提高,相比于IERS C04序列,UT1测量偏差为-7.8微秒,标准差为33.4微秒。5)初步实现了UT1例行服务,为深空探测提供了备份的UT1产品支撑。建立了一套完整的UT1测定流程,实现了观测纲要的自动生成与下发、观测数据的自动回传,实现了相关处理、后处理和UT1解算等的自动化,并实现了地球定性参数(EOP)预报,当前UT1产品已作为深空探测的备份产品。
刘晨晨[4](2021)在《受限空间内光纤陀螺捷联惯导系统的定位定向测量关键技术研究》文中研究说明随着经济的不断发展和城市化进程的不断推动,测绘用户针对开阔环境的高精度导航定位需求已经逐步转向了江海隧道、城市地铁、地下商场等呈现出封闭或半封闭状态的受限空间。受限空间中常常伴随着大埋深、高温高压和磁场干扰等多种多样复杂环境,而这些复杂环境对定位定向测量精度造成了一定的干扰,并对作业模式和安全隐患问题提出了新的挑战。此外,在受限空间内卫星信号无法正常接收导致了传统空间大地测量技术失效。在此情形下,开展受限空间复杂环境内精确而有效的定位定向测量工作,同时能够保证系统的可靠性和环境适应性是一项具有重要意义的研究工作。惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)是一种典型的无源导航,具有较强的自主性、较高的短期精度、实时连续、信息全面等优点,在众多军事和民用领域已经展现了其巨大潜能。并且,捷联惯性导航系统(Strapdown Inertial Navigation System,SINS)作为INS主流发展趋势,将惯性测量单元直接与载体相固连,利用所敏感的载体相对于惯性空间的观测值即可计算求解出载体的位姿感知信息。INS中陀螺仪的精度对最终的定位定向测量结果有着决定性作用,而SINS中所配备陀螺仪多采用光学陀螺,其中光纤陀螺(Fiber Optic Gyro,FOG)以其价格优势和高可靠性特点受到了国内外多家研究机构的关注,故而本文将光纤陀螺捷联惯导系统(Fiber Optic Gyro Strapdown Inertial Navigation System,FOG-SINS)作为了受限空间中定位定向测量的研究对象。FOG-SINS系统虽然具有很多的优势,但是它的误差会随时间的推移而逐渐累积增大,从而造成定位定向解算结果精度逐渐下降甚至出现不可用的严重后果。本文为了解决FOG-SINS的误差漂移问题,围绕受限空间复杂环境干扰下高精度定位定向的关键技术开展研究,主要从原始信号消噪处理(信号层面)、提高初始对准精度(初始条件)、磁悬浮陀螺辅助定向(定向传递)和里程计增强组合定位(定位修正)四个方面进行技术攻关,旨在实现受限空间内定位定向测量的精度改善和质量控制,并为实际的工程应用提供一定的参考解决方案。因此,本文的主要研究内容如下:1、信号层面:对FOG原始信号中所具有的时变性、非线性和非平稳性的随机噪声进行了分析,设计了一种基于经验模态分解的顾及有色噪声的自适应消噪算法。该算法依据理论噪声能量和改进的Hausdorff距离将分解得到的本征模态函数分为噪声模态、混合模态和信息模态三类,并分别对其进行处理。通过转台实验,将多组静态和动态测试数据进行了消噪处理,并从直观线型、频谱分析、Allan方差分析以及衡量指标统计等多个不同层面对处理效果进行了验证,结果均表明了该自适应处理算法相比传统方法的优越性。2、初始条件:将受限空间中面向测绘用户的初始对准条件分为了平稳理想的静基座、机械振动等干扰的晃动基座和大失准角非线性环境三类。分别对不同对准环境的不同对准模型进行了分析,具体包括传统的解析式粗对准、载体惯性系粗对准、基于Kalman最优估计的精对准、基于欧拉平台误差角的非线性误差方程和基于无迹Kalman非线性滤波等方法模型的构建和推导。通过仿真模拟和实测车载实验对静基座、晃动基座和大失准角条件下的初始对准模型进行了分类讨论,验证了不同对准环境下的模型适用性问题,为导航积分算法提供了较好的初始值保证。3、定向传递:针对初始航向角更难对准问题,引入了磁悬浮陀螺全站仪(GAT)作为外部辅助来提供稳定而精确的绝对航向信息,提出了将受限空间中复杂的干扰等效为观测数据优化问题的研究思路。为了更好地保证GAT定向传递精度,通过对寻北定向原理和动力学模型进行分析,针对干扰环境下GAT信号的不平稳特性,提出了一种联合排列熵与变分模态分解的滤波优效处理策略。对“引汉济渭”超长隧道的第5#和第6#支洞的定向测量实验中实地采集的干扰数据进行了滤波优效算法分析,四种典型的波动信号均获得了较理想的平稳化处理效果。4、定位修正:针对SINS系统定位解算误差会随时间推移而逐渐发散的问题,引入了无需无线电信号和特征数据库的里程计航位推算技术对其进行纠偏修正。通过对里程计测量原理和里程计位置解算方法的分析,对标SINS系统推导了里程计航位推算的误差方程,并构建了里程计辅助增强的组合定位的具体函数模型。参照西安地铁的现有线路,设计了两组典型线型的动态跑车模拟实验,分别利用单系统和组合系统模型实施定位解算后,对比结果表明了里程计增强的组合定位模型能够达到高精度载车定位的要求,实现了对SINS系统定位误差的修正作用。
张志强[5](2020)在《水下移动重力测量理论方法及应用研究》文中研究说明海洋重力数据是海洋地球物理重要信息,在地球物理、矿产资源勘探、军事运用和火箭发射等方面都有广泛应用。卫星测高和船载重力测量可获得数公里乃至更大区域的海面重力特性,但较小规模(亚公里)的海底地质特征仍需结合水下和近海底调查,以克服离势场源过远所造成的信号衰减。水下移动重力测量能够连续实施近水底的重力勘测,如使用自治水下无人航行器(AUV)还能允许水面母船同时执行多个任务,进而降低水下重力测量相关的高成本和准入门槛,是未来海洋重力测量发展的重要方向。相对于普遍采用的航空、船载移动重力测量,水下移动重力测量无法使用卫星定位信号,需要使用水声定位、捷联惯导以及深度计等多种辅助定位设备才能得到准确三维位置,同时水下航行物体运动姿态与飞机、舰船航行有较大区别,对于重力测量的影响机理不同。本文从水下移动重力测量应用需求出发,以AUV搭载捷联式重力仪为主要研究方向,结合理论研究、实航数据和实验分析,分别建立了水下移动重力测量模型、分析了AUV平台对重力测量的影响、设计了有效的重力测量平台、提出了适于捷联式重力仪的算法和数据处理流程,并通过湖上实验验证了软硬件平台的合理性和可行性。论文的主要工作和成果主要包括:(1)研究了水下移动重力测量的基本原理和方法,建立了水下移动重力测量模型和相应的误差模型,重点分析了捷联式重力仪姿态、位置和速度等误差源。讨论了1 mgal精度的可行性以及对水下定位设备的性能要求。经计算,在重力传感器与捷联式航空重力仪一致、水声定位系统定位精度达到测量斜距的0.5%、水压深度计测深测量精度达到5 cm且多普勒计程仪测速精度达到0.1 m/s的情况下,可以确保水下移动重力测量达到精度要求。(2)分析了AUV作为搭载平台,其水下运动对重力测量的影响(本文称为诱导重力),推导了矢量重力测量的诱导重力计算公式,基于国内自主研发的三型AUV实际海上航行数据,计算了相应的诱导重力。对于矢量重力测量来说,应当使用排水量较大的AUV,并通过总体优化设计尽量减小定深航行时的俯仰角和航向角,同时在实施测量时严格控制转向和加减速运动;对于标量重力测量来说,采用多推进器组合方式的AUV是实施水下移动重力测量的最佳选择,重力仪布置在距运动中心X轴方向上大于4 m时、Y轴方向上大于2 m时,诱导重力将大于1 mgal。(3)设计了1套基于AUV的水下移动重力测量平台,包括平台总体、控制系统、导航系统、载荷和重力测量系统设计,建立了8个推进器的控制模型,采用了水下航行模糊控制方法的AUV重力测量平台控制系统。分析了水下移动重力测量对导航设备的性能要求,设计了由INS+DVL、DGPS+SBL、水压深度计、水声高度计和避碰声纳等设备组成的组合导航系统并进行了设备选型,导航系统同时提供重力计算所需的水下位置、速度及深度信息。(4)围绕水下移动重力测量所需的精确位姿估计问题开展了融合估计方法研究,研究了在误差状态下的间接估计模式和位姿状态下的直接估计模式,通过推导状态演化方程建立了状态模型;根据外部量测方程构建了观测模型,分别形成了间接模式与直接模式的数据融合状态空间模型。在此基础上,针对间接模式方法的数值问题提出了改进算法;针对直接模式连续-离散状态空间模型的求解问题,提出了连续时间更新的数值积分方法与离散观测更新的虚采样迭代方法,形成了直接模式位姿估计的连续-离散迭代扩展卡尔曼滤波(CD-IEKF)算法。通过工业级GNSS模拟器生成的不同载体运动数据与不同精度等级IMU的仿真测量数据验证了该方法的有效性。(5)构建了由AUV重力测量平台、重力仪和测量船组成的水下移动重力测量验证实验系统,于2020年1月在武汉市木兰湖水域沿着同一路径先后进行了4条水面测线、2条水下测线的移动重力测量,采用重复测线评估重力测量,精度达到0.42 m Gal,验证了水下重力测量与水面测量的一致性,证实了水下移动重力测量的可行性;进而基于本文提出的CD-IEKF算法进行了重力测量数据处理与重力提取,得到调整后重力异常测量的内符合精度为0.16 m Gal,证明了本文提出的算法具有较好的初始条件鲁棒性和动态估计性能。(6)讨论了不同形体的重力梯度理论模型,建立了均质半球体、质点和长方体引起的重力梯度及其空间分布。以美国俄亥俄级弹道导弹核潜艇为例,重点研究了密度不均匀物体的重力梯度信号及其测量问题,包括潜艇外壳和内部质量亏损引起的重力垂直梯度异常,计算了在不同的重力梯度仪器精度条件下对典型潜艇的探测距离,按照潜艇与AUV高度差500 m进行分析,重力梯度仪精度达到10-4E(E(?)tv(?)s)时,搜索宽度可达830 m。
何宇飞[6](2020)在《基于SWARM和DEMETER卫星电子密度数据的地震电离层现象研究》文中指出地震电离层现象是地震孕育过程中所发生的复杂物理或化学过程在电离层中的响应。自上世纪60年代以来,这种现象被不断地报道,引起越来越多关注,被认为是用于监测地震活动的比较有前景且有效手段之一。近年来随着空间探测技术的发展,许多国家已经发射了专用于地震监测的卫星,实现了在卫星高度上的电离层原位测量,开展了大量地震电离层现象的研究工作,并取得了一定的研究成果。但由于地震的复杂特性,电离层的高动态变化,观测数据的多源性,分析方法的差异,至今关于地震电离层耦合机制尚未得到统一的认识,将地震电离层现象应用于地震预报预测中依然是个很大的难题。因此,还需要更多的研究开展,去发现具有明显的短临特性,探索地震孕育与电离层变化之间的内在规律。法国于2004年发射了世界上第一颗专门服务于地震和火山监测的DEMETER卫星,获得了大量的观测资料,开创了地震电离层现象研究的新局面。欧洲航天局于2013年又成功发射了由三颗卫星组成SWARM卫星星座,开启了空间立体式同步观测,大大的提高了观测效率和观测数据的空间分辨,也为地震电离层现象的研究提供了一种新的途径。本论文基于两种不同轨道运行方式的DEMETER单颗卫星和SWARM星座三颗卫星观测数据,分别利用不同的分析方法开展地震电离层现象的研究工作,探索不同轨道运行方式下卫星电离层观测资料的背景信息,尝试针对单颗卫星和星座多颗卫星的电离层观测数据异常信息的提取方法,并基于不同的扰动参数,开展震例和统计研究,取得了如下新的认识和结论:(1)对以往地震电离层现象研究中的震例研究和统计研究结果进行系统的归纳和总结,获得了关于地震电离层现象的一些规律性的认识,即地震电离层异常出现在震前的时间随着震级的增大而增长,电离层异常现象出现的震中距随着震级的增大而增大,地震电离层异常主要分布在地震震中南北两侧。(2)基于DEMETER卫星和SWARM星座观测数据,从空间分布和时间序列两个方面进行观测数据背景分析,得到观测数据空间分布随月份、季节及年度的变化,观测数据的时间序列存在的多种周期成分,并随着纬度的变化起主导的周期有所差异。在地磁纬度位于-10°~10°的范围内,卫星高度的电离层中也发现了F2层中存在的“年度异常”、“半年度异常”、“春秋分不对称异常”等现象。同纬度不同经度研究区域的时序曲线具有较好的相关性,且夜间的时序曲线相关更好。不同轨道高度的两颗卫星观测数据空间分布特征基本一致,数值差异较大。相邻轨道的两颗卫星观测数据的空间分布特征一致,但在正午时段磁赤道两侧,两星观测数据存在显着差别。(3)基于DEMETER卫星观测数据,对其运行期间全球7级以上和我国大陆6级以上的地震开展震例研究,发现有70%以上的地震能观测到震前异常变化,有增强的异常,有减弱的异常,并以增强异常为主。对多地震事件综合分析的结果显示,在震中区域存在着增强的异常变化,并且该异常变化主要集中出现在震前0~25天。依据地震参数分类的统计得到异常随震级增大其幅度增强,随震源深度增加异常减弱,并且南北半球的异常位置也有所不同。利用统计分析的方法尝试对异常进行定量的评估,异常具有大于3σ的显着特性,并利用随机事件的分析结果,对综合分析和统计分析的结果进行检验,验证了异常与地震事件的相关性。(4)基于SWARM星座观测数据,提取了轨道观测中的快速扰动变化,对典型的震例进行震例分析,并探寻该类型扰动与地震的相关性。利用SWARM三颗卫星轨道的差异,对扰动在空间存在的范围及其可能的空间传播特征进行分析和计算,辨别其是否与地震孕育有关的电离层扰动现象。为进一步证实该类扰动与地震的相关性,对地震区和非震区、地震前和地震后的该类扰动进行对比分析,结果表明震区与非震区扰动的差别不显着,震前扰动相对于震后扰动在次数上具有优势,而相近数量的随机事件分析结果,震前震后扰动次数相近,说明与地震的震前活动有一定的关联。(5)对比单颗卫星和星座观测的结果,对未来基于卫星星座的地震电离层现象研究,提出更有助于认识电离层背景变化特征,有利于识别地震电离层现象的星座轨道设计方案,为我国未来基于卫星星座的地震电离层现象研究及其在防震减灾工作中的应用提供参考。
李建[7](2020)在《液浮陀螺仪误差特性分析与新型结构研究》文中研究说明
孙张振[8](2020)在《高精度地球自转参数预报模型与算法研究》文中研究说明地球自转参数(Earth Rotation Parameters,ERP)是地球观测的重要组成部分,表征着地球自转运动的整体变化,是地球各圈层地核、地幔、地壳、海洋和大气等综合作用的直接反映。ERP包含极移运动(Polar Motion,PM)、世界时(UT1-UTC)和日长变化(LengthofDay,LOD),对卫星精密定轨、深空探测等具有重要意义,同时也是地球参考框架和天球参考框架相互转换的必要参数,特别在空间基准长期维持方面,具有至关重要的作用。由于现代大地测量技术数据处理的复杂性和各技术间参考基准的不一致性,高精度ERP数据的获取具有几天至几周的滞后,这给人造卫星定轨及深空探测带来了不小的挑战。随着现代大地测量、空间飞行器跟踪等技术的不断发展,未来对ERP长期预报数据和高精度的需求越来越迫切,也使得现有ERP预报算法亟待改进。地球自转与地球环境的变化联系紧密,探索地球自转运动的时变性和内部形成机理对ERP建模具有一定的促进作用。研究周期时变性特征有助于改善ERP建模和外推精度,进而提高ERP的预报精度。为了进一步改进ERP的预报理论与方法,论文从探测ERP固有周期项特性入手,深入分析ERP各分量固有周期项、趋势项等变化特性,提出了一系列ERP预报新算法。主要的研究工作如下:(1)分析了 EOP 08C04与EOP 14C04序列之间的区别与联系,揭示了 2011年3月两序列在极移Y分量上存在较大跳变的具体原因,并评估了两序列对ERP预报结果的影响。2017年2月1日,IERS发布了最新的地球定向参数序列EOP 14C04,同时EOP 08C04序列仍在继续更新,两者之间的区别与联系是一个值得深入研究的问题。本文首先对两序列之间的一致性进行了评估,揭示了两序列在极移分量上存在一定速率的趋势项偏差,该偏差是由ITRF2014与ITRF2008之间在Z方向上存在-0.1 mm/年的平移速率差异引起的。其次,通过EOP 14C04和EOP 08C04一致性分析,发现极移Y分量在2011年3月至2015年存在较大的跳变现象,这是由2011年日本大地震所致,地震引起日本区域近乎所有地面参考站产生了不同程度的偏离,且在之后数年间一直存在地壳形变回弹现象。最后,利用国际上认可的LS+AR模型对两序列ERP进行预报,发现EOP 14C04包含有更多的高频信息,这是因为该序列在解算时,使用的监测站数量更多,监测网更密。(2)基于ERP观测数据对地球自转固有特性进行了深入分析,发现了在极移中存在逆向半周年项,并对其振幅和周期大小进行了确定。地球自转运动并非恒定不变的,它会随着外界环境的变化而产生缓慢变化。本文利用Fourier变换带通滤波(FTBPF)对ERP中的主要周期项进行提取和重构,分析了各周期项对ERP的贡献,发现极移中不仅存在较为显着的逆向周年摆动,还存在着逆向半周年项,并计算给出了其振幅和周期大小。然后,分析了Chandler摆动时变性特征,探测到其在2016年前后衰减至最低状态,这也是自2010年起,其固有极移速率周期性变化不显着的主要因素。此外,在Chandler摆动周期确定时,若基础序列长度不足的情况下,会表现为双频或多频现象,进一步解释了国内外一些学者认为的Chandler摆动具有双频震荡现象。最后,分析了 UT1-UTC/LOD周年项和半周年项的时变性特征,发现UT1-UTC/LOD除了主要含有周年和半周年项外,还含有频带较宽、周期为870天的分量。UT1-UTC/LOD周年项和半周年项振幅变化不大,较为稳定。在UT1-UTC半周年项长期维持在8 ms,周年项长期维持在12 ms;LOD半周年项长期维持在0.12 ms,周年项长期维持在0.2 ms。瞬时周期值随着时间的不同而变化,半周年项变化范围为180-185天,周年项为361-369天。(3)针对极移运动中周期项变化特征,分析了逆向周年项和逆向半周年项对极移预报的影响;同时,进一步分析了不同周期项对UT1-UTC/LOD预报的影响。极移周期项变化较大,且周期项还含有逆向部分,这给极移运动的建模和预报带来了较大难度。本文基于LS+AR模型,探讨了极移中不同周期项对极移预报的影响。结果表明,极移建模中当顾及逆向周年项时,可有效改善极移X和Y分量的预报精度,再顾及逆向半周年项时,可进一步改进极移X分量中期及中长期预报精度。在UT1-UTC/LOD分量,扣除主要的趋势性信息的情况下,其主要包含周年项、半周年项、振幅较小的1/3周年项和频带较宽的870天周期项。系统分析了上述周期项对UT1-UTC/LOD预报的影响,结果表明1/3周年项和870天周年项对UT1-UTC/LOD预报影响较小,这是因为1/3周年项振幅较小,对UT1-UTC/LOD的贡献不大。870天周年项频带较宽,在进行建模时该周期项对其预报结果的影响不大。故在进行UT1-UTC/LOD预报时,可忽略870天周年项和1/3周年项,在不影响预报精度前提下,可显着提高建模效率。(4)顾及ERP近期数据的强相关性和观测数据精度影响,提出一种改进的加权最小二乘与自回归组合预报模型,并分析了 ERP各周期项的时变性对预报精度的影响。LS+AR模型在进行ERP预报时,具有边界拟合精度不高、外推误差偏大的特点,本文基于ERP数据中近期数据对未来趋势具有强相关性的特点,结合ERP观测数据精度,提出了一种顾及观测精度和近期数据强相关性的改进WLS+AR方法。预报结果表明,本文提出的加权方法有效提高了极移分量的预报精度;在UT1-UTC/LOD预报上,改进了中长期的预报精度。同时,鉴于ERP周期项具有时变性,进一步分析了周期时变性对预报精度的影响,即:在进行预报之前首先确定基础序列固有周期的均衡周期,进而更好的模拟ERP的运动特点,以获得更优的外推精度。预报结果表明,当顾及固有周期项的时变性时,大大改善了极移分量的预报精度,尤其是对极移X分量的预报,在中长期预报上其精度提高近 40%。(5)提出了一种附加约束的多项式曲线拟合、加权最小二乘和自回归联合预报方法(PCF+WLS+AR),大大提高了 UT1-UTC预报的精度和可靠性。多项式曲线拟合(PCF)可以较为精确描述UT1-UTC趋势项,但在PCF外推时具有发散特性,需要优选适合外推的PCF阶数。本文根据UT1-UTC周年变化特点,设计了周年约束和区间约束的方法来优选PCF阶数。结果表明,附加约束的PCF+WLS+AR组合预报模型可获得更好的UT1-UTC预报精度,尤其是在中长期预报上,其精度改善近30%。(6)将IGS极移速率观测值加入到极移预报,大大提高了极移的近实时预报精度;同时将LOD和AAM观测值加入到UT1-UTC分量建模和预报,有效改进了 UT1-UTC近期预报精度。极移速率是IGS提供的一种ERP产品,该产品根据GNSS技术测定,包含极移和极移速率,精度较高。极移运动与IGS极移速率具有较强的相关性,本文尝试将IGS速率加入到极移预报中,在此基础上提出了顾及IGS极移速率的WLS+MAR极移预报模型。预报结果表明,极移速率的加入大大提高了极移的近实时预报精度(1-5天)。类似的,对于UT1-UTC分量,LOD可认为是UT1-UTC的速率,同时AAM与UT1-UTC之间也具有强相关性,本文将LOD和AAM引入到UT1-UTC的建模和预报中。结果表明,LOD和AAM的加入,有效改善了UT1-UTC的近期预报精度。
刘昊[9](2020)在《基于多模信息感知的运动载体轨迹测定方法研究》文中指出近年来,智能汽车正在不断地快速发展,传统的定位方式及系统已经无法提供高精度的实时轨迹测定;在国内,载体的运行环境复杂多变,这也使传统定位方式显得模式单一。随着全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)不断地深入各个领域及行业,同时我国自主研制的北斗卫星导航(Bei-Dou Navigation Satellite System,BDS)逐渐地完善,面对当前众多行业的实际运营需求,以BDS为主导的多模信息的定位方法开始被越来越多的人重视,逐步成为了一个重要研究方向。本篇论文主要研究了基于多模信息感知的运动载体轨迹测定方法,分别从多模信息感知下的惯性传感器的误差分析与抑制、动态模型偏差实时校正方法研究、多模信息感知下的数据融合方法三个方面进行了相关研究。具体的研究方法和创新性为:1、第二章主要研究关于多模信息感知下的惯性传感器的误差分析与抑制。通过分析惯性测量单元的误差来源和种类,并描述数据输出的模型,提出一种针对陀螺消噪的改进的RLS(Recursive least squares,RLS)方法;一方面对RLS方法的误差估计方程进行了修正,改进了野值的处理方式,另一方面,改进了自适应参数选取方法,使其可以依据时序下的误差变化进行调节。2、第三章主要研究关于动态模型偏差实时校正的方法。针对EKF(Extended Kalman Filter,EKF)中的动态模型,提出了一种实时校正动态偏差的方法。考虑使用最小二乘支持向量机对模型的动态偏差进行训练、预测,并通过无迹变换将预测结果引入到EKF过程中,将两种方法结合在一起,以此提高偏差校正的精度和动态模型在实际应用中的准确性。3、第四章主要研究关于多模信息感知下的数据融合方法。通过阐述关于多数据融合的基础理论,提出了一种基于粒子滤波改进UKF(Unscented Kalman Filter,UKF)的数据融合方法,依据不同空间模型,可以分别使用在局部融合和中心融合过程中;同时,设计了一种以BD/INS(Inertial Navigation System,INS)/编码里程计为组合的多模信息感知的轨迹测定系统,结合平台和融合方法共同使用,以此提高轨迹测定精度和系统连续性。上述三个部分主要针对了惯性传感器的误差、导航定位计算模型的动态偏差、多模信息轨迹测定过程中的数据融合方法以及具体多模信息感知平台设计等方面,分别对这些方面进行算法、方法的改进,对提高内部传感器的精度有所帮助,同时,也提高了系统最终轨迹测定结果的准确性。在论文最后,通过自主研发的多模信息感知系统进行了仿真实验、车载实验数据实验,证明了论文所提出方法的有效性和可靠性,为多模信息感知的运动载体轨迹测定方法研究提供了一定的参考价值。
王一鸣[10](2020)在《微纳卫星多功能电源控制系统一体化设计》文中提出针对我国多任务微纳卫星总体需求,传统的电源系统架构在系统配置和能源转换效率上难以满足超低电压母线电源系统可扩展化设计要求,需要高比功率太阳电池模块及结构一体化技术,打造适应多任务、高性能的标准化、集成化微纳卫星电源系统,满足我国高性能微纳卫星快速组网的长远发展需求。高比功率太阳电池模块及结构一体化技术是实现微纳卫星功能高密度的关键,利用基于PCB板的结构一体化太阳电池模块,通过在基板内层中集成多种敏感器部组件,提高微纳卫星电源系统的功能密度,并以其为微纳卫星结构板,实现发电与承载功能复用。本文针对微纳卫星中的Cubesat进行研究,以1U的Cubesat为例,研究Cubesat电源系统,实现电源系统与太阳电池阵的一体化、可扩展化,提高电源系统功能密度。论文主要研究内容如下:以1U卫星模型为例,给出了电源系统与太阳电池阵的一体化设计,考虑一体化PCB板的结构与电性能要求,设计了1U模型中帆板展开的机械结构,实现了太阳电池阵的可扩展化功能,利用有限元分析软件得到了机械结构的力学仿真分析结果,按设计方案投产,得到了相应的实物,对实物做了进一步测试,利用太阳电池片安装的PCB板的富余空间,集成了多个敏感器,提高了太阳电池板空间利用率,针对实物进行了相关模块的电性能测试。整体设计实现了电源系统的一体化、可扩展化功能。对电源系统的整体架构进行了设计,利用PCB板内搭载的电子元器件实现了电源系统控制结构,完成电源系统的控制硬件部分设计,对电源控制系统各个功能模块进行了设计,利用MATLAB对课题中提出的三种卫星在轨用电需求给出了能量平衡仿真结果,仿真分析表明,设计的电源系统能够保证卫星实现在轨能量平衡。给出了姿态控制系统总体架构,使用三个互成直角的太阳电池阵给出了太阳方位信息,利用设计的一体化电池阵搭载的多种敏感元器件,如太阳敏、磁强计、微型陀螺仪,配合卫星上一般搭载的星敏,通过ATSUKF算法设计多敏感器联合滤波进行姿态确定,MATLAB仿真结果验证了一体化设计的信息有效性,测试PCB板内集成的磁力矩器线圈,两种磁力矩器在多种输入情况下输出的磁场强度能够满足姿态控制的需求。
二、漂移力矩短期稳定性自转轴45°(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、漂移力矩短期稳定性自转轴45°(论文提纲范文)
(1)重力测量的环境影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 研究目标和主要内容 |
1.3 研究思路 |
1.4 本章小结 |
第2章 重力测量环境影响研究发展动态 |
2.1 潮汐影响 |
2.2 气压影响 |
2.3 水文影响 |
2.4 地球自转影响 |
2.5 电磁场影响 |
2.6 温度影响 |
2.7 重力垂直梯度影响 |
2.8 本章小结 |
第3章 气压影响 |
3.1 大气对重力影响计算方法 |
3.1.1 大气负荷弹性项格林函数的计算 |
3.1.2 大气直接吸引项格林函数的计算 |
3.1.3 大气对重力影响计算模型 |
3.2 大气对重力的影响因素 |
3.2.1 不同温度垂直分布模型的影响 |
3.2.2 不同地面温度的影响 |
3.2.3 湿度的影响 |
3.2.4 台站高程的影响 |
3.2.5 台站周围地形高的影响 |
3.3 大气对重力测量的影响实际计算 |
3.3.1 积分区间的选择 |
3.3.2 离散化网格取值 |
3.3.3 气象资料的处理 |
3.4 本章小结 |
第4章 水文影响 |
4.1 台站数据介绍 |
4.1.1 研究区域仪器介绍 |
4.1.2 超导重力仪数据 |
4.1.3 绝对重力观测结果 |
4.2 地壳垂直形变与重力变化的关系 |
4.3 水文对重力测量影响模拟计算 |
4.3.1 地表水影响 |
4.3.2 不饱和含水层水(土壤水)影响 |
4.3.3 饱和含水层水影响 |
4.3.4 模拟计算结果与实际重力残差对比分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 地球自转影响 |
5.1 极移影响 |
5.2 日长变化影响 |
5.3 科里奥利力影响 |
5.4 参数取值误差的影响 |
5.4.1 潮汐因子误差的影响 |
5.4.2 台站经纬度误差的影响 |
5.4.3 地球半径误差的影响 |
5.4.4 自转速率误差的影响 |
5.5 本章小结 |
第6章 电磁场影响 |
6.1 变化磁场影响 |
6.1.1 定量计算模型 |
6.1.2 实验验证 |
6.1.3 实际环境中的验证 |
6.2 静电场影响 |
6.3 本章小结 |
第7章 温度影响 |
7.1 温度影响机理分析 |
7.2 定量计算 |
7.2.1 温度变化对激光波长的影响定量计算 |
7.2.2 温度变化对真空度的影响定量计算 |
7.3 温度变化对重力测量的影响实验 |
7.3.1 温度变化对激光波长的影响实验 |
7.3.2 温度变化对真空度的影响实验 |
7.4 本章小结 |
第8章 重力垂直梯度影响 |
8.1 重力垂直梯度理论计算 |
8.2 重力垂直梯度实际测量结果 |
8.3 水平梯度影响分析 |
8.3.1 测量方案 |
8.3.2 测量结果 |
8.4 本章小结 |
第9章 总结和展望 |
9.1 研究成果总结 |
9.2 工作展望 |
致谢 |
作者简介 |
参考文献 |
(2)应用惯性传感器的机载SAR传递对准技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文研究内容与结构安排 |
2 惯性导航系统基本工作原理 |
2.1 惯性导航系统参数及常用坐标系 |
2.1.1 常用导航参数 |
2.1.2 各坐标系之间的转换关系 |
2.2 机载SAR对惯性传感器导航参数的精度要求 |
2.3 惯性导航系统比力方程 |
2.4 惯性导航系统误差方程 |
2.4.1 惯性器件误差模型 |
2.4.2 惯导系统误差方程 |
2.5 本章小结 |
3 基于传递对准的机载SAR导航信息获取研究 |
3.1 引言 |
3.2 传递对准技术基本原理 |
3.3 飞行轨迹生成器 |
3.3.1 轨迹仿真算法 |
3.3.2 仿真分析 |
3.4 机体结构变形模型 |
3.4.1 机体振动变形 |
3.4.2 机体挠曲变形 |
3.4.3 仿真分析 |
3.5 卡尔曼滤波 |
3.6 传递对准匹配方法 |
3.6.1 姿态匹配 |
3.6.2 速度匹配 |
3.6.3 位置匹配 |
3.6.4 速度+位置匹配 |
3.7 仿真分析 |
3.7.1 仿真条件 |
3.7.2 结果分析 |
3.8 本章小结 |
4 基于相对惯性导航算法的机载SAR导航参数精度仿真 |
4.1 引言 |
4.2 主、子惯导相对运动解算 |
4.2.1 主、子惯导相对运动关系 |
4.2.2 相对惯性导航算法微分方程 |
4.3 基于相对惯性导航算法的机载SAR导航信息获取方案 |
4.3.1 仿真条件设定 |
4.3.2 仿真分析 |
4.4 相对惯性导航算法性能的影响分析 |
4.4.1 惯性传器件误差对算法性能的影响 |
4.4.2 初始相对姿态误差角对算法性能的影响 |
4.5 本章小结 |
5.基于相对惯性导航传递对准的机载SAR导航精度提高策略 |
5.1 引言 |
5.2 相对惯性导航传递对准状态空间模型 |
5.2.1 相对惯性导航状态方程 |
5.2.2 相对惯性导航量测方程 |
5.3 基于相对惯性导航算法的传递对准方案 |
5.3.1 仿真条件设定 |
5.3.2 仿真分析 |
5.4 载机平飞解决方案 |
5.4.1 可观测性分析 |
5.4.2 仿真分析 |
5.5 初始姿态对相对惯性导航传递对准的影响 |
5.5.1 仿真条件设定 |
5.5.2 仿真分析 |
5.6 两种传递对准方法对比 |
5.7 本章小节 |
6 总结与展望 |
6.1 本文工作总结 |
6.2 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士期间的研究成果 |
(3)基于13米宽带VLBI系统的UT1自主测定研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
缩略语中英文对照表 |
第1章 绪论 |
1.1 世界时UT1等地球定向参数概述 |
1.2 国外站址与研究现状 |
1.3 国内站址与研究现状 |
1.4 研究目的与意义 |
1.5 论文结构 |
第2章 时间与坐标系统 |
2.1 时间 |
2.1.1 世界时 |
2.1.2 历书时 |
2.1.3 原子时 |
2.1.4 协调世界时 |
2.2 天球参考系与天球参考架 |
2.3 地球参考系与地球参考架 |
2.4 地球定向参数 |
2.4.1章动改正项 |
2.4.2 极移 |
2.4.3 世界时UT1 |
2.5 地球参考系与地心天球参考系转换 |
2.6 本章小结 |
第3章 NTSC-VLBI系统研制及UT1 测定方法 |
3.1 NTSC-VLBI系统研制 |
3.1.1 天线系统 |
3.1.2 时频系统 |
3.1.3 数据处理中心 |
3.2 UT1 测定方法研究 |
3.2.1 时延模型 |
3.2.2 参数解算 |
3.3 本章小结 |
第4章 NTSC-VLBI系统的UT1 观测纲要及数据处理方法设计 |
4.1 NTSC-VLBI系统的UT1 观测纲要设计 |
4.1.1 射电源选取 |
4.1.2 天线遮挡 |
4.1.3 天线转动 |
4.1.4 天区覆盖 |
4.1.5 观测纲要设计 |
4.1.6 仿真研究 |
4.2 数据处理方法研究 |
4.3 地心时延与站心时延转换 |
4.4 本章小结 |
第5章 UT1 测量的误差分析与试验研究 |
5.1 UT1 测量的误差分析 |
5.1.1 站钟影响 |
5.1.2 大气影响 |
5.1.3 电离层影响 |
5.1.4 站坐标影响 |
5.1.5章动改正项影响 |
5.1.6 极移误差影响 |
5.2 UT1 测定试验分析 |
5.2.1 2018和2020 年测量分析 |
5.2.2 站坐标误差的修正方法 |
5.2.3 基于i GMAS的对流层改正方法 |
5.3 数据采集策略的优化 |
5.3.1 优化准则 |
5.3.2 数据采集通道选取 |
5.3.3 不同策略比较分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 NTSC-VLBI与 i GMAS联合测定UT1 研究 |
6.1 UT1 与日长变化数据融合处理研究 |
6.1.1 Vondark平滑算法 |
6.1.2 基于Vondrak算法的融合处理试验 |
6.2 EOP参数预报 |
6.2.1 精度评定标准 |
6.2.2 ARMA模型 |
6.2.3 极移预报 |
6.2.4 世界时预报 |
6.2.5 章动改正项预报 |
6.3 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 论文总结 |
7.2 后续工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(4)受限空间内光纤陀螺捷联惯导系统的定位定向测量关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 相关技术及研究现状 |
1.2.1 光纤陀螺捷联惯导系统 |
1.2.2 捷联惯导系统的初始对准 |
1.2.3 受限空间内定位定向测量 |
1.3 本文主要研究内容 |
1.4 本章小结 |
第二章 光纤陀螺捷联惯导系统定位定向测量的基本理论概述 |
2.1 光纤陀螺的基本原理 |
2.1.1 光纤陀螺的工作原理 |
2.1.2 光纤陀螺的误差分析 |
2.2 光纤陀螺捷联惯导系统的常用坐标系 |
2.2.1 常用坐标系 |
2.2.2 常用坐标系间的坐标转换 |
2.3 光纤陀螺捷联惯导系统的机械编排 |
2.3.1 姿态更新算法 |
2.3.2 速度更新算法 |
2.3.3 位置更新算法 |
2.4 光纤陀螺捷联惯导系统的误差方程 |
2.4.1 姿态误差方程 |
2.4.2 速度误差方程 |
2.4.3 位置误差方程 |
2.5 本章小结 |
第三章 基于经验模态分解的光纤陀螺信号消噪算法设计 |
3.1 光纤陀螺信号消噪处理策略分析及其理论基础 |
3.1.1 光纤陀螺信号消噪算法模型的选择 |
3.1.2 经验模态分解算法分析 |
3.1.3 分形高斯噪声量化估计 |
3.2 基于EMD的光纤陀螺信号消噪算法模型构建 |
3.2.1 本征模态函数的划分 |
3.2.2 混合模态的区间阈值算法 |
3.3 实验分析与验证 |
3.3.1 实验设计 |
3.3.2 静态测试数据的验证分析 |
3.3.3 动态测试数据的验证分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 光纤陀螺捷联惯导系统的初始对准模型研究 |
4.1 光纤陀螺捷联惯导系统的分段初始对准模型 |
4.1.1 光纤陀螺捷联惯导系统的粗对准 |
4.1.2 光纤捷联惯导系统的精对准 |
4.2 非线性滤波初始对准模型 |
4.2.1 基于EPEA的非线性误差方程 |
4.2.2 基于非线性滤波的初始对准模型 |
4.3 实验分析与验证 |
4.3.1 实验设计 |
4.3.2 实验数据的验证分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 磁悬浮陀螺全站仪辅助的精密定向测量技术研究 |
5.1 磁悬浮陀螺全站仪的高精度寻北定向测量模型概述 |
5.1.1 磁悬浮陀螺全站仪寻北定向基本原理 |
5.1.2 磁悬浮陀螺全站仪的动力学模型 |
5.2 磁悬浮陀螺全站仪寻北定向的模型精化 |
5.2.1 干扰环境下磁悬浮陀螺信号的处理策略选择 |
5.2.2 联合排列熵与变分模态分解的磁悬浮陀螺转子信号滤波优效算法 |
5.3 实验分析与验证 |
5.3.1 实验设计 |
5.3.2 实验数据的验证分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 里程计增强的光纤陀螺捷联惯导系统组合定位模型构建 |
6.1 里程计位置解算的基本原理 |
6.1.1 里程计的测量原理 |
6.1.2 基于里程计的位置解算 |
6.2 里程计增强的组合定位模型 |
6.2.1 里程计航位推算的误差方程 |
6.2.2 里程计增强的组合定位模型算法 |
6.3 实验分析与验证 |
6.3.1 实验设计 |
6.3.2 实验数据的验证分析 |
6.4 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 本文研究工作总结 |
7.2 下一步研究计划 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(5)水下移动重力测量理论方法及应用研究(论文提纲范文)
论文的主要创新点 |
缩略词 |
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 国外水下移动重力测量研究进展 |
1.3 我国水下移动重力测量研究现状 |
1.4 本文主要研究内容 |
第二章 水下移动重力测量理论研究 |
2.1 水下移动重力测量原理 |
2.2 常用坐标系及其转换 |
2.2.1 坐标系介绍 |
2.2.2 坐标系的转换关系 |
2.3 水下移动重力测量数学模型 |
2.3.1 动态重力测量模型 |
2.3.2 水下重力测量误差模型 |
2.4 捷联重力仪水下测量误差特性 |
2.4.1 重力传感器误差 |
2.4.2 姿态测量误差 |
2.4.3 位置测量误差 |
2.4.4 速度测量误差 |
2.4.5 其他误差 |
2.5 本章小结 |
第三章 AUV水下运动对重力测量影响分析 |
3.1 AUV水下运动与诱导重力 |
3.1.1 AUV水下运动 |
3.1.2 水下运动带来的诱导重力 |
3.2 AUV运动特性分析及对重力仪影响 |
3.2.1 AUV推进装置分类 |
3.2.2 水下运动特性分析 |
3.2.3 AUV运动对重力仪测量影响分析 |
3.3 AUV重力测量时的诱导重力 |
3.3.1 标量重力测量时的诱导重力 |
3.3.2 矢量重力测量时的诱导重力 |
3.4 重力测量对AUV平台要求 |
3.5 本章小结 |
第四章 AUV重力测量平台设计 |
4.1 平台总体设计 |
4.1.1 航行体设计与加工 |
4.1.2 动力系统设计 |
4.2 控制系统设计 |
4.2.1 动力学建模 |
4.2.2 水下航行模糊控制方法 |
4.3 导航系统设计 |
4.3.1 水下移动重力测量数据需求 |
4.3.2 导航系统组成 |
4.4 载荷和重力测量系统 |
4.4.1 电池组和抛载装置 |
4.4.2 重力仪密封舱 |
4.4.3 重力数据处理机 |
4.5 本章小结 |
第五章 水下移动重力测量的数据融合方法 |
5.1 概述 |
5.1.1 状态空间模型 |
5.1.2 状态估计方式与观测耦合 |
5.1.3 数据融合方法 |
5.2 水下移动重力测量的数据融合建模 |
5.2.1 间接模式状态模型 |
5.2.2 直接模式状态模型 |
5.2.3 外测建模与杆臂效应补偿 |
5.2.4 间接/直接模式数据融合模型 |
5.3 间接模式估计的线性卡尔曼滤波方法 |
5.3.1 标准卡尔曼滤波 |
5.3.2 间接模式模型离散化与算法应用 |
5.3.3 高精度测量时的数值问题改进 |
5.4 直接模式估计的连续-离散迭代卡尔曼滤波方法 |
5.4.1 连续-离散扩展卡尔曼滤波 |
5.4.2 连续时间更新方程数值求解方法 |
5.4.3 离散观测更新的虚采样迭代算法 |
5.4.4 连续-离散卡尔曼滤波的直接模式估计方法 |
5.5 位姿估计数值结果与分析 |
5.5.1 模拟场景、IMU误差与初始设置 |
5.5.2 间接/直接模式估计的开环误差 |
5.5.3 间接模式的数值问题改进方法 |
5.5.4 直接模式的CD-IEKF算法 |
5.6 本章小结 |
第六章 水下重力测量验证实验 |
6.1 湖上验证实验设计 |
6.1.1 湖上验证实验系统组成 |
6.1.2 湖上验证实验总体设计 |
6.2 实验实施与数据采集 |
6.3 测量数据处理与重力提取 |
6.4 试验结果与分析 |
6.5 本章小结 |
第七章 水下重力梯度测量及其应用 |
7.1 不同形体的重力梯度理论模型 |
7.1.1 均质半球体的引力梯度 |
7.1.2 质点的空间梯度分布 |
7.1.3 长方体质体重力梯度分布 |
7.2 基于重力梯度的潜艇目标探测 |
7.2.1 基本原理 |
7.2.2 潜艇模型的构建 |
7.2.3 潜艇外壳的重力垂直梯度计算 |
7.2.4 潜艇内部质量亏损的重力垂直梯度计算 |
7.2.5 潜艇的总重力垂直梯度 |
7.3 本章小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 主要的工作与结论 |
8.2 未来工作展望 |
参考文献 |
作者简历 攻读博士学位期间的主要工作与成果 |
致谢 |
(6)基于SWARM和DEMETER卫星电子密度数据的地震电离层现象研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 地震电离层现象研究现状 |
1.2.1 同震电离层扰动 |
1.2.2 震前电离层扰动 |
1.2.2.1 震例研究 |
1.2.2.2 统计研究 |
1.2.2.3 耦合机制的研究 |
1.3 地震电离层现象研究总结 |
1.3.1 主要研究参量总结 |
1.3.2 电离层异常特征总结 |
1.4 研究目的和意义 |
1.5 研究思路与内容 |
第二章 地震电离层现象概述 |
2.1 地震活动概述 |
2.1.1 地震成因及震级 |
2.1.2 地震过程及前兆现象 |
2.1.3 地震孕育区 |
2.2 电离层概述 |
2.2.1 电离层 |
2.2.2 电离层活动特征 |
2.3 电离层对地震的响应 |
2.3.1 地震电离层现象对震级敏感性 |
2.3.2 地震电离层现象的空间分布特征 |
2.3.3 地震电离层现象的多样性和瞬时性 |
2.3.4 地震电离层现象在电离层各分层中的响应特征 |
2.4 小结与讨论 |
第三章 基于DEMETER卫星数据的分析 |
3.1 DEMETER卫星及数据 |
3.1.1 DEMETER卫星简介 |
3.1.2 DEMETER卫星数据 |
3.2 DEMETER卫星观测数据的背景特征 |
3.2.1 空间分布背景的构建方法及特征分析 |
3.2.2 固定区域的观测数据时间序列构建方法及其变化特征 |
3.2.2.1 时间序列构建方法 |
3.2.2.2 数据随纬度的变化特征 |
3.2.2.3 数据随经度的变化特征 |
3.2.4 结论与讨论 |
3.3 地震电离层现象的震例研究 |
3.3.1 空间分布分析方法 |
3.3.2 时间序列分析方法 |
3.3.3 典型震例分析与总结 |
3.4 地震电离层现象的统计研究与验证 |
3.4.1 基于多地震事件分类的分析 |
3.4.1.1 异常的空间分布分析 |
3.4.1.2 异常的时间序列分析 |
3.4.2 基于随机事件的验证 |
3.4.3 基于多地震事件的定量评估 |
3.4.3.1 异常空间分布的统计分析 |
3.4.3.2 异常时间序列的统计分析 |
3.5 小结与讨论 |
第四章 基于SWARM星座数据的分析 |
4.1 SWARM星座及数据 |
4.1.1 SWARM星座简介 |
4.1.2 SWARM星座数据 |
4.1.3 SWARM星座卫星轨道的差异 |
4.2 SWARM星座观测数据的背景分析 |
4.2.1 固定研究区域观测数据的时序分析 |
4.2.2 观测数据的空间分布特征 |
4.2.3 基于三颗卫星轨道差异的特征分析 |
4.2.4 结论与讨论 |
4.3 地震电离层快速扰动的分析方法及震例研究 |
4.3.1 快速扰动的分析方法 |
4.3.2 震前的快速扰动现象 |
4.4 快速扰动现象与地震活动的相关性研究 |
4.4.1 快速扰动的空间分布特征 |
4.4.2 太阳和地磁活动的影响 |
4.4.3 有震区与无震区的对比分析 |
4.4.4 地震前与地震后的对比分析 |
4.5 小结与讨论 |
第五章 地震电离层现象的耦合机制 |
5.1 常见的耦合机制模型 |
5.1.1 重力波模型 |
5.1.2 电动力学模型 |
5.1.3 电磁辐射模型 |
5.1.4 化学模型 |
5.2 地震电离层耦合途径 |
5.2.1 重力波途径 |
5.2.2 电动力学途径 |
5.3 基于耦合机制对震例研究结果的分析 |
5.3.1 对DEMTER卫星震例研究结果的分析 |
5.3.2 对SWARM星座震例研究结果的分析 |
5.4 小结与讨论 |
第六章 总结与展望 |
6.1 研究结果总结 |
6.2 DEMETER和 SWARM的研究对比 |
6.3 创新点 |
6.4 展望 |
6.4.1 星座观测设想 |
6.4.2 研究工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及发表文章 |
(8)高精度地球自转参数预报模型与算法研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩写表格列表 |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 极移运动特性研究现状 |
1.2.2 地球自转速率运动特性研究现状 |
1.2.3 地球自转参数预报研究现状 |
1.3 地球自转运动现存主要问题 |
1.4 研究内容与结构安排 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 章节安排 |
1.5 本章小结 |
第2章 地球自转运动基础 |
2.1 地球自转运动 |
2.1.1 地球自转研究 |
2.1.2 地球自转参数的测定手段 |
2.1.3 地球自转参数观测序列 |
2.2 地球自转运动的多尺度变化 |
2.2.1 极移运动 |
2.2.2 地球自转速率/日长变化 |
2.3 影响地球自转运动的特殊因素 |
2.3.1 大气角动量 |
2.3.2 海洋角动量 |
2.3.3 地震对地球自转的影响 |
2.4 地球自转参数预报理论 |
2.4.1 LS+AR预报模型 |
2.4.2 顾及外部因素的组合预报理论 |
2.5 地球自转参数预报精度评估 |
2.6 本章小结 |
第3章 不同基准框架下地球自转参数特性差异分析 |
3.1 不同框架下ERP参数序列 |
3.1.1 国际地球参考框架 |
3.1.2 地球自转参数综合 |
3.2 地球自转参数数据预处理 |
3.2.1 跳秒数据预处理 |
3.2.2 潮汐项预处理 |
3.3 EOP 08C04和EOP 14C04的一致性 |
3.3.1 ERP对卫星定轨影响 |
3.3.2 EOP 08C04和EOP 14C04的一致性 |
3.4 EOP 14C04与EOP 08C04的比较分析 |
3.4.1 ERP数据说明 |
3.4.2 极移运动对比分析 |
3.4.3 UT1-UTC/LOD对比分析 |
3.5 基于EOP 14C04和EOP 08C04的ERP预测精度分析 |
3.5.1 LS+AR预报模型ERP各分量基础设计 |
3.5.2 ERP预报结果分析 |
3.5.3 高频项数据分析及对ERP预报结果的影响 |
3.6 本章小结 |
第4章 地球自转运动固有周期特性分析 |
4.1 极移运动时变特性 |
4.1.1 极移运动时变性研究进展 |
4.1.2 Fourier转换带通滤波 |
4.1.3 极移主要周期项探测及时变性分析 |
4.2 UT1-UTC/LOD时变特性 |
4.2.1 UT1-UTC/LOD时变性研究进展 |
4.2.2 多项式曲线拟合在UT1-UTC/LOD趋势拟合中的应用 |
4.2.3 UT1-UTC/LOD主要周期项探测及时变性分析 |
4.3 ERP固有周期项不同对预报精度的影响 |
4.3.1 极移逆向摆动对预报的影响 |
4.3.2 UT1-UTC/LOD固有周期项对预报精度的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 ERP预报改进算法 |
5.1 改进的LS+AR预报算法 |
5.1.1 LS+AR模型特点 |
5.1.2 顾及近期数据特性的ERP预报算法改进 |
5.1.3 预报结果比较与分析 |
5.2 顾及ERP固有周期时变性的预报算法 |
5.2.1 ERP不同时段整体周期项变化 |
5.2.2 预报结果比较与分析 |
5.3 多项式曲线拟合在UT1-UTC预报中的应用 |
5.3.1 多项式曲线拟合UT1R-TAI建模分析 |
5.3.2 多项式曲线拟合在UT1-UTC外推中的应用 |
5.3.3 约束多项式曲线拟合与WLS+AR组合预报模型 |
5.3.4 PCF+WLS+AR预报模型算法流程 |
5.3.5 预报结果比较与分析 |
5.4 ERP预报精度外部比较 |
5.4.1 极移预报比较与分析 |
5.4.2 UT1-UTC预报比较与分析 |
5.5 本章结论 |
第6章 ERP近期预报的改进 |
6.1 顾及极移速率的极移预报改进算法 |
6.1.1 顾及极移速率的极移预报背景 |
6.1.2 IGS极移速率 |
6.1.3 IGS极移速率与C04系统性偏差比较 |
6.1.4 IGS极移速率固有周期项分析 |
6.1.5 顾及IGS极移速率的极移预报分析 |
6.2 UT1-UTC/LOD近期预报的改进 |
6.2.1 UT1-UTC/LOD组合预报模型 |
6.2.2 UT1-UTC/LOD预报结果分析 |
6.3 顾及大气角动量的UT1-UTC短期预报 |
6.3.1 UT1-UTC/LOD与AAM相关性 |
6.3.2 AAM/LOD/UT1-UTC组合预报 |
6.3.3 UT1-UTC预报结果分析 |
6.4 本章结论 |
第7章 结论与展望 |
7.1 研究工作总结 |
7.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(9)基于多模信息感知的运动载体轨迹测定方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国内研究现状 |
1.2.2 国外研究现状 |
1.3 研究内容及结构 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 论文组织结构 |
2 多模信息感知下的惯性传感器的误差分析与抑制 |
2.1 惯性传感器的误差模型及误差分析 |
2.1.1 惯性传感器的单独误差 |
2.1.2 惯性传感器的集成误差 |
2.1.3 惯性传感器的输出模型 |
2.2 改进的MEMS惯性陀螺消噪算法研究 |
2.2.1 递推最小二乘滤波算法 |
2.2.2 改进的陀螺消噪算法 |
2.3 本章小结 |
3 动态模型偏差实时校正方法研究 |
3.1 EKF中的动态模型偏差 |
3.2 基于LSSVM的动态模型偏差训练 |
3.3 基于LSSVM改进的EKF方法 |
3.4 本章小结 |
4 多模信息感知下的数据融合方法 |
4.1 导航定位中基础的数据融合原理 |
4.2 改进的融合算法 |
4.2.1 问题描述及UKF更新过程 |
4.2.2 基于粒子滤波改进的融合方法 |
4.3 多传感器组合定位系统 |
4.3.1 组合系统平台设计 |
4.3.2 组合系统中的状态检测和误差反馈 |
4.4 本章小结 |
5 仿真、测试验证及分析 |
5.1 改进的MEMS陀螺消噪方法的性能分析 |
5.1.1 陀螺静态试验 |
5.1.2 陀螺动态实验 |
5.1.3 车载仿真实验 |
5.2 动态模型偏差校正的精度评估 |
5.2.1 LSSVM的初始化设置 |
5.2.2 车载实验验证 |
5.2.3 长距离实验验证 |
5.3 多模信息感知的数据融合精度分析 |
5.3.1 数据融合方案的误差对比及分析 |
5.3.2 轨道车辆实验验证 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
(10)微纳卫星多功能电源控制系统一体化设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源及研究的背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 微纳卫星研究现状 |
1.2.2 Cube Sat电源系统研究现状 |
1.2.3 卡尔曼滤波研究现状 |
1.2.4 国内外研究现状分析 |
1.3 本文研究内容 |
第2章 电源系统一体化结构设计 |
2.1 扩容式太阳电池阵设计 |
2.1.1 结构设计 |
2.1.2 电性能设计 |
2.2 机械结构一体化设计 |
2.2.1 主承力结构设计 |
2.2.2 微型展开锁定铰链设计 |
2.2.3 力学性能分析 |
2.3 姿态确定与控制系统一体化设计 |
2.3.1 姿态敏感器一体化设计 |
2.3.2 执行机构一体化设计 |
2.3.3 其它部组件一体化设计 |
2.4 本章小结 |
第3章 分布式电源控制系统设计 |
3.1 电源控制系统架构设计 |
3.2 电源控制系统功能模块设计 |
3.2.1 蓄电池组充放电与安全控制模块 |
3.2.2 电压电流敏感模块 |
3.2.3 下位机模块 |
3.2.4 模拟量采集模块 |
3.2.5 太阳电池阵控制模块 |
3.2.6 电压调节控制模块 |
3.2.7 指令执行控制模块 |
3.3 电源控制系统能量平衡仿真分析 |
3.3.1 仿真参数设置 |
3.3.2 建立仿真环境 |
3.3.3 能量平衡数值计算 |
3.3.4 能量平衡仿真结果 |
3.4 本章小结 |
第4章 姿态确定与控制系统一体化设计 |
4.1 姿态控制系统总体架构设计 |
4.2 太阳方位角计算 |
4.3 姿态确定联合滤波算法设计与仿真验证 |
4.3.1 陀螺与磁强计 |
4.3.2 太阳敏与陀螺 |
4.3.3 星敏与陀螺 |
4.3.4 磁强计与陀螺 |
4.3.5 联合滤波局部与主滤波器算法 |
4.3.6 姿态确定仿真结果 |
4.4 姿态控制设计与实现 |
4.4.1 磁力矩器工作原理 |
4.4.2 磁力矩器功能实现 |
4.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
四、漂移力矩短期稳定性自转轴45°(论文参考文献)
- [1]重力测量的环境影响研究[D]. 张敏. 中国地震局地球物理研究所, 2021
- [2]应用惯性传感器的机载SAR传递对准技术研究[D]. 杨文博. 西安理工大学, 2021(01)
- [3]基于13米宽带VLBI系统的UT1自主测定研究[D]. 姚当. 中国科学院大学(中国科学院国家授时中心), 2021
- [4]受限空间内光纤陀螺捷联惯导系统的定位定向测量关键技术研究[D]. 刘晨晨. 长安大学, 2021
- [5]水下移动重力测量理论方法及应用研究[D]. 张志强. 武汉大学, 2020(06)
- [6]基于SWARM和DEMETER卫星电子密度数据的地震电离层现象研究[D]. 何宇飞. 中国地震局地球物理研究所, 2020(03)
- [7]液浮陀螺仪误差特性分析与新型结构研究[D]. 李建. 哈尔滨工业大学, 2020
- [8]高精度地球自转参数预报模型与算法研究[D]. 孙张振. 山东大学, 2020(10)
- [9]基于多模信息感知的运动载体轨迹测定方法研究[D]. 刘昊. 兰州交通大学, 2020(02)
- [10]微纳卫星多功能电源控制系统一体化设计[D]. 王一鸣. 哈尔滨工业大学, 2020(01)