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期刊信息/Journal information
导航与控制
导航与控制

陈东生

季刊

1674-5558

dhykz@163.com

010-68386627

100854

北京142信箱403分箱

导航与控制/Journal Navigation and ControlCSTPCD
查看更多>>《导航与控制》2002年创刊，是国内导航与控制及惯性仪表领域唯一的工程技术期刊。《导航与控制》自创刊以来，始终坚持“繁荣惯性技术学术园地，推进惯性技术创新发展”的办刊宗旨，受到国内惯性技术领域专家和学者的大力支持，及广大从事惯性技术工作的科技人员、大专院校师生及有关部队指战员的无私帮助
正式出版
收录年代

    前视图像声纳去噪及目标检测综述

    杨泰泓张涛李彬彬
    1-14页
    查看更多>>摘要：随着水下环境感知技术的不断发展,得益于声波在水中具有较远的传播距离和广泛的覆盖范围,基于声学的感知手段逐渐成为主流.在众多声学感知技术中,前视图像声纳凭借其能够实时感知视场内物体的能力,在水下环境感知中发挥了重要作用,并已广泛应用于渔业捕捞、航海安全、军事行动等多个领域.然而,前视图像声纳的性能受限于声学传播特性以及水下复杂环境的干扰,其高噪声、低信噪比的数据对声纳成像和目标检测提出了严峻挑战.尽管传统的声纳图像去噪方法在实际应用中已取得广泛验证,但面对前视图像声纳数据中的复杂噪声,基于深度学习的声纳图像去噪技术展现出更为显著的优势.前视图像声纳目标检测领域则经历了由传统算法到深度学习方法的革命性转变,其检测精度和泛化能力得到了显著提升.综述了前视图像声纳去噪与目标检测领域在传统方法与深度学习方法中的发展历程,并对当前研究进展及方法进行了系统总结.重点阐述了近年来基于深度学习的创新技术与研究方法,分析了其在复杂水下环境中的应用前景,并探讨了未来可能的研究方向,包括数据融合、算法优化以及实际应用中的挑战.

    前视图像声纳去噪目标检测深度学习

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    极地冰下声学定位导航技术现状及发展趋势

    程驰宇郑翠娥张居成陈奕新...
    15-24页
    查看更多>>摘要：极地在战略、经济、科研等领域具有重要地位,由于极地独特的自然环境,水下潜航器成为人类探测极地和开发极地的关键.受大规模冰层覆盖、卫星拒止等因素影响,水下潜航器在冰下作业存在诸多难点,首要问题是潜航器的精确位置信息获取.声波是极地冰下环境中唯一有效的信息载体,声学定位导航技术是冰下潜航器高精度定位导航的主要手段.首先,分析了极地冰下潜航器导航任务存在的难点,包括高纬度效应、海水持续低温状态和大规模海冰覆盖对水下潜航器导航定位技术的影响.接着,综述了极地冰下潜航器导航方法,并分析了这些方法在极地冰下的应用现状和局限性.然后,探讨了极地冰下声学定位导航技术的研究现状,包括国内外的主要应用案例以及实现的性能成果.最后,总结了极地冰下声学定位导航技术面临的挑战和未来发展趋势.

    极地水下潜航器冰下导航声学导航

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    无人集群系统协同导航资源及算法综述

    徐善文曾庆化李方东余聪...
    25-37页
    查看更多>>摘要：模拟试验的设定场景难以遍历现代化战场的复杂多变,单体无人系统难以适应多变的战场环境,无人集群系统逐渐成为决定胜负的重要力量.无人集群协同导航技术是无人系统集群能效发挥的关键技术之一.鉴于无人集群协同导航技术在诸多应用领域的广泛涉及,以集群无人机为典型,深入剖析对无人集群协同导航技术的组织构型、导航信息资源、协同算法及优化等方面的内容,并结合协同导航面临的关键问题,对其未来发展趋势展开探讨和展望.

    协同导航无人系统无人集群无人机导航技术

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    基于质点滤波的重力异常差分全线匹配算法

    王博马子玄
    38-47,24页
    查看更多>>摘要：由于水下航行器特定任务限制以及长航时、隐蔽性的导航定位需求,某些特定场景中未有先决条件可供运载体实现适配区域内的位置校正.为实现水下全线导航定位,提出了一种基于质点滤波的重力异常差分全线匹配算法.提取重力异常特征参数,并使用综合特征熵权法对重力场背景图进行适配性分析,有效选取重力适配区域,为全线重力匹配算法的实施提供先验背景区域支撑.根据重力测量圆概率误差约束,对重力异常值进行重力异常差分,确定重力匹配采样频率.充分挖掘大背景场下的重力异常信息,在重力异常变化不明显的区域内实现自适应频率滤波.采用最小二乘优化参数的全仿射变换对匹配轨迹进行平滑,保证匹配定位的精度和稳定性.仿真实验结果表明,所提算法可有效控制匹配定位精度在半个格网内,满足水下运载体全线重力匹配的导航定位需求.

    匹配算法质点滤波重力异常差分联合匹配

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    基于垂线偏差统计模型的惯导误差传播分析

    徐子涵朱颖王君珺伍康...
    48-56页
    查看更多>>摘要：随着高精度长航时惯性导航系统的发展,垂线偏差逐渐取代惯性组件误差成为主要误差源.利用指数异常、二阶马尔科夫异常、二阶马尔科夫波动、三阶马尔科夫波动模型建模垂线偏差,建立局部重力特征与统计模型特征参数(垂线偏差均方根σξ、逆相关时间βg)之间的联系,并基于垂线偏差统计模型进一步开展惯性导航系统误差传播特性研究,探讨速度误差、位置误差与统计模型特征参数之间的定量关系.仿真结果表明,复杂地形对应较大的σξ 和βg,平缓地形对应较小的σξ和βg.研究丰富了垂线偏差数据的可解释性,为导航系统的仿真研究提供参考.

    垂线偏差统计模型惯性导航系统误差传播

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    基于MHSS-PCA的多源融合导航自主完好性监测方法

    陈瑞赵龙
    57-68页
    查看更多>>摘要：多源融合导航系统在实际应用中容易发生故障,降低导航系统的定位性能.为提升多源融合导航系统的可靠性,避免故障降低导航定位性能,提出了一种基于MHSS-PCA的多源融合导航自主完好性监测方法.首先,根据多源融合导航系统中子系统组合情况,通过KF-LS形式解构建基于MHSS-PCA的故障检测方法,对故障导航源进行检测和隔离;其次,采用主系统验证不可靠采用并行w-检测方法建立恢复验证机制,使得恢复正常的导航源能够重新纳入多源融合解算;最后,根据系统中有效导航源情况,建立完好性风险动态分配准则,实时计算系统保护水平,实现多源融合导航系统的完好性评估与告警.在海洋场景下,利用真实采集的船载轨迹数据进行仿真测试.测试结果表明,基于MHSS-PCA的故障检测方法能够有效的检测出故障导航源,突变故障检出时间在1s左右,缓增故障检出时间在 6.5s左右,通过恢复验证机制,在导航源恢复正常后3s内重新纳入融合解算,提高了多源融合导航系统的可靠性.

    多源融合导航完好性监测故障检测多假设解分离主成分分析

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    基于动态行波磁场的水下自主航行器无线电能传输系统

    武帅张璨李季蔡春伟...
    69-77页
    查看更多>>摘要：无线充电技术是一种通过非接触方式实现能量传输的技术,具有安全性高、环境适应性强等优点,是提升水下自主航行器无人值守能力的关键技术之一.面向水下自主航行器无线电能传输系统对抗偏移和接收装置小型化设计的特殊需求,设计了一种基于动态行波磁场的水下自主航行器无线电能传输系统.首先,研制了一种由正交发射和偶极子接收重叠构成的新型磁耦合装置,两层发射绕组相互解耦,在时空协调机制下形成恒幅行波,抑制输出波动.接着,构建了一种基于倍流器的无线充电系统电路并进行建模与分析.最后,搭建了实验平台验证所提系统的可行性.结果表明,该系统可稳定输出充电功率1.2 kW,效率可达87.04%,旋转偏差[-30°,30°]和轴向偏差[-30 mm,30 mm]范围内系统输出波动小,具有良好的抗偏移性能.

    水下自主航行器无线电能传输磁耦合行波磁场

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    不同海底信标配置下的声呐开窗导航精度分析

    卞加超薛树强赵爽肖圳...
    78-83页
    查看更多>>摘要：海底信标数量决定了声学导航定位的可解性,如单海底信标导航需要联合载体航向或姿态等信息.采用载体状态开窗估计方法探讨了在不同海底信标数量情形下主动式声呐导航的精度水平,仿真分析了从单海底信标到四个海底信标的主动式声呐导航模型导航定位精度,并进一步通过实测数据对其进行验证.验证结果表明,主动式声呐导航定位精度与海底可观测信标数量成正比.当海底有四个信标时,信标数量减少引起的精度下降在1m以内;而当海底仅有单个信标时,解算精度显著降低,但导航定位精度仍可保持在10m以内.

    导航信标水下导航开窗估计B样条

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    一种基于重力灯塔导航系统的二维重力匹配导航方法

    肖云孙玮萱陈垲宁张锦柏...
    84-94页
    查看更多>>摘要：重力匹配导航技术因其无源性、高隐蔽性和强抗干扰性,对于惯性导航系统的误差校正具有不可或缺的价值.然而,传统一维重力匹配算法在实际应用中常因误匹配频发和二维重力底图信息利用不足而受限.针对此问题,提出了重力灯塔导航系统的新概念,该方法以面匹配的方式深入挖掘并利用二维重力底图中的信息.首先,依据多属性决策准则精准筛选出优质的适配区,这些适配区被形象地称为"重力灯塔".随后,通过二维图像匹配算法,实现了基于这些"重力灯塔"的精准导航.仿真实验结果表明,重力灯塔匹配方法得到的距离误差比原惯导误差降低了62.22%,重力灯塔匹配与传统一维匹配方法相比精度提升了 18.58%.该算法在减少惯导误差、提升导航精度方面的显著效果,为惯性导航系统的误差校正提供了一种全新的、富有成效的思路.

    重力匹配导航灯塔惯性导航匹配精度匹配算法

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    差分GPS定位系统在直升机航空重力测量系统中的集成与应用

    徐剑春郭华黄锦鹏夏玲燕...
    95-100页
    查看更多>>摘要：差分GPS测量系统是首先利用已知精确三维坐标的差分GPS基站,求得定位的修正值,再将这个修正值发送给GPS移动站,对GPS移动站的测量数据进行修正,以提高GPS定位的精度.介绍了差分GPS定位的原理,依托于地质调查项目将差分GPS定位系统应用于直升机航空重力测量系统导航中,尝试基于直升机平台建立有差分GPS定位导航的航空重力测量系统.通过基站、移动站的建立等阐述差分定位系统在直升机航空重力测量系统中的集成方法,并通过解算数据分析了差分GPS导航的定位精度.结果表明,差分GPS测量与单点GPS测量相比,定位精度从10m变化到0.1 m,满足航空重力测量系统对GPS定位精度的要求.

    差分GPS重力测量定位导航定位精度

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