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基于航迹规划的无人机地形辅助导航 被引量：3
1
作者 张睿 李万睿 +2 位作者 肖勇 杨林 许斌 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期459-465,共7页
为改善无人机基于地形轮廓匹配的地形辅助导航地形适应性差、实时性差的问题,本文提出一种基于航迹规划的地形辅助导航方法。针对地形匹配对地形依赖性强的问题,将无人机需要途经的区域进行分块并计算各块地形标准差,根据地形标准差选... 为改善无人机基于地形轮廓匹配的地形辅助导航地形适应性差、实时性差的问题,本文提出一种基于航迹规划的地形辅助导航方法。针对地形匹配对地形依赖性强的问题,将无人机需要途经的区域进行分块并计算各块地形标准差,根据地形标准差选出地形平坦区域和地形起伏区域,用航迹规划算法为无人机规划出在地形起伏较大区域的航线。针对传统遍历搜索高程匹配算法耗时长的问题,在粒子群算法基础上引入分布估计的思想,形成优化粒子群算法进行地形轮廓匹配,加强全局寻优能力。仿真实验结果表明:优化粒子群算法降低匹配时长2/3,基于航迹规划的地形辅助导航降低位置误差6/7。 展开更多
关键词 地形辅助导航 航迹规划 优化粒子群算法 地形轮廓匹配 地形适应性 群智能算法 A^(*)算法 实时性
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TERCOM地形高程辅助导航系统发展及应用研究 被引量：35
2
作者 李雄伟 刘建业 康国华 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2006年第1期34-40,共7页
介绍了地形轮廓匹配(TERCOM)地形高程辅助导航系统的工作原理、系统组成和技术应用,分析了地形轮廓匹配算法的性能指标;着重介绍了地形轮廓匹配辅助导航系统中数字地图、地形相关适配性、匹配搜索算法、实测高程数据采集、组合导航、数... 介绍了地形轮廓匹配(TERCOM)地形高程辅助导航系统的工作原理、系统组成和技术应用,分析了地形轮廓匹配算法的性能指标;着重介绍了地形轮廓匹配辅助导航系统中数字地图、地形相关适配性、匹配搜索算法、实测高程数据采集、组合导航、数字相关器等几项关键技术,有针对性地提出了基于地形信息熵的匹配区域选择、序贯相似度检测搜索(SSDA)、等间距高程数据采集、多组合导航等比较适用的解决方案和应用实例,并通过数据统计和分析进行了论证。 展开更多
关键词 地形辅助导航 TERCOM 相关适配性 熵 组合导航
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基于灰色决策的地形辅助导航区域选取方法 被引量：12
3
作者 谌剑 张静远 李恒 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2012年第5期48-53,共6页
为避免仅利用单一地形特征参量对匹配区域可导航能力评判的不全面性,提出了一种基于灰色决策的多指标综合选取方法。首先,计算待选地形区域的地形标准差、地形熵、粗糙度及地形相关系数等表征地形特征的统计参量;然后,利用计算结果构建... 为避免仅利用单一地形特征参量对匹配区域可导航能力评判的不全面性,提出了一种基于灰色决策的多指标综合选取方法。首先,计算待选地形区域的地形标准差、地形熵、粗糙度及地形相关系数等表征地形特征的统计参量;然后,利用计算结果构建地形可导航性指标矩阵,通过无量纲化和归一化去除重叠信息;最后,求解理想决策并将决策向量投影于其上,得到地形可导航性评价。仿真表明:基于灰色决策的匹配区域选取方法能够兼顾不同特征参量所表征的地形固有属性,给出正确评价,且评价结果不受待选区域数目的限制。 展开更多
关键词 地形辅助导航 匹配区域 地形特征参量 灰色决策 可导航能力
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在不同地形条件下的地形辅助导航系统定位精度评估 被引量：12
4
作者 苏康 关世义 +1 位作者 柳健 张继贤 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期84-89,共6页
如何选择合适的地形是卡尔曼连续修正的地形辅助导航系统在实际应用中遇到的难题。本文首先建立系统仿真模型，然后利用ＡＲＣ／ＩＮＦＯ地理信息系统软件进行地形分析。在此基础上，通过大量的计算机仿真试验，对卡尔曼连续修正的地形... 如何选择合适的地形是卡尔曼连续修正的地形辅助导航系统在实际应用中遇到的难题。本文首先建立系统仿真模型，然后利用ＡＲＣ／ＩＮＦＯ地理信息系统软件进行地形分析。在此基础上，通过大量的计算机仿真试验，对卡尔曼连续修正的地形辅助导航系统在不同地形条件下的定位精度进行了评估。评估结果为系统在实际应用中的地形选择提供了依据。 展开更多
关键词 地形辅助导航 定位精度 地理信息系统
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基于熵值法赋权灰色关联决策的地形辅助导航适配区选择 被引量：16
5
作者 徐晓苏 汤郡郡 +1 位作者 张涛 岳增阳 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期201-206,共6页
传统地形辅助导航适配区选择主要根据某一个地形特征参数的大小决定,因此不可避免地存在对地形适配性评判的不全面性。为了克服传统方法的缺点,提出了一种基于熵值法赋权灰色关联决策的地形辅助导航适配区选择方法,该方法综合考虑了地... 传统地形辅助导航适配区选择主要根据某一个地形特征参数的大小决定,因此不可避免地存在对地形适配性评判的不全面性。为了克服传统方法的缺点,提出了一种基于熵值法赋权灰色关联决策的地形辅助导航适配区选择方法,该方法综合考虑了地形标准差、粗糙度、地形高度熵及相关系数对适配区选择的影响。首先,利用计算得到的各特征参数值构建灰色决策矩阵;其次,对决策矩阵进行极差变换以及归一化处理得到灰色关联判断矩阵;最后,采用熵值赋权法客观计算各决策属性的权重,得到地形适配性综合评价指标。仿真结果表明,在评价值高的区域进行地形辅助导航,其匹配误差将更小。 展开更多
关键词 地形辅助导航 地形信息量 适配区 熵值法赋权 灰色关联决策
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基于概率数据关联的地形辅助导航算法 被引量：12
6
作者 冯庆堂 沈林成 常文森 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期439-443,462,共6页
地形辅助导航是解决惯性导航系统定位误差随时间不断增大的缺点重要方法之一,论文在分析概率数据关联滤波器的基础上,提出了一种基于概率数据关联滤波的新的地形辅助导航算法。算法把满足一定条件的相关值作为滤波器的有效量测,把飞行... 地形辅助导航是解决惯性导航系统定位误差随时间不断增大的缺点重要方法之一,论文在分析概率数据关联滤波器的基础上,提出了一种基于概率数据关联滤波的新的地形辅助导航算法。算法把满足一定条件的相关值作为滤波器的有效量测,把飞行器的位置作为状态,建立了基于概率数据关联的地形辅助导航模型,利用概率数据关联滤波算法计算飞行器的位置坐标。仿真结果表明该算法的正确匹配率、均方根误差和圆概率误差均优于TERCOM算法。 展开更多
关键词 地形辅助导航 地形匹配 概率数据关联
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一种适应较大INS速度误差的地形辅助导航算法 被引量：4
7
作者 翁璐斌 田原 +2 位作者 姚金良 台宪青 杨一平 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期889-894,共6页
地形辅助导航是飞行器实现自主导航定位的重要方式之一。传统的地形辅助导航算法在匹配过程中,一般对惯性系统的速度误差范围有较严格要求,当速度误差过大时匹配正确概率会迅速下降。提出了一种新的基于短链修正的概率数据关联地形辅助... 地形辅助导航是飞行器实现自主导航定位的重要方式之一。传统的地形辅助导航算法在匹配过程中,一般对惯性系统的速度误差范围有较严格要求,当速度误差过大时匹配正确概率会迅速下降。提出了一种新的基于短链修正的概率数据关联地形辅助导航算法,首先,依据短时间内由速度误差积累的航位漂移较小的特性,通过附近短链的关联滤波结果修正长链上的节点;其次,设计了通过匹配链后验概率构造关联概率的方法。该方法能较好地处理INS速度误差较大的情况,仿真结果表明该算法的正确匹配率,均方根误差和圆概率误差均优于TERCOM算法和直接基于概率数据关联的地形辅助导航算法。 展开更多
关键词 地形辅助导航 地形匹配 概率数据关联滤波 后验概率
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地形辅助导航匹配误差研究 被引量：14
8
作者 王可东 杨勇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1809-1813,共5页
地形辅助导航系统中最重要、研究也最深入的部分就是匹配算法,除了算法本身构建之外,匹配精度与应用条件之间的关系也是算法研究的重要内容。以TERCOM算法为研究对象,将研究地形特征、地图分辨率、初始误差、惯性导航系统精度、载体运... 地形辅助导航系统中最重要、研究也最深入的部分就是匹配算法,除了算法本身构建之外,匹配精度与应用条件之间的关系也是算法研究的重要内容。以TERCOM算法为研究对象,将研究地形特征、地图分辨率、初始误差、惯性导航系统精度、载体运行速度和匹配序列长度等因素对匹配精度的影响,为匹配算法的工程应用提供理论基础。 展开更多
关键词 地形辅助导航 TERCOM 匹配算法 匹配误差
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基于衰减记忆的地形辅助导航算法 被引量：5
9
作者 冯庆堂 沈林成 常文森 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期89-92,共4页
地形辅助导航是解决惯性导航系统定位误差随时间不断增大的缺点的重要方法之一。提出了基于衰减记忆的地形辅助导航算法,算法使用了一个新的相关算子,根据量测值存在的历史时间长短,对量测值赋以不同的权值,用一个递归表达式递归地计算... 地形辅助导航是解决惯性导航系统定位误差随时间不断增大的缺点的重要方法之一。提出了基于衰减记忆的地形辅助导航算法,算法使用了一个新的相关算子,根据量测值存在的历史时间长短,对量测值赋以不同的权值,用一个递归表达式递归地计算相关值。该算法在提高定位精度的同时减少了计算量和存储空间,从而提高计算速度,并连续输出定位结果。仿真结果表明该算法的正确匹配率、均方根误差和圆概率误差均优于TERCOM算法。 展开更多
关键词 地形辅助导航 地形匹配 衰减记忆
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面向地形辅助导航的地形信息分析 被引量：12
10
作者 刘鹰 张继贤 柳健 《遥感信息》 CSCD 2000年第2期21-23,共3页
对地形 DEM(数字高程模型 )数据中所含信息的多少及信息的可利用程度进行了分析 ,地形信息的分析结果可作为地形辅助导航和飞行路线选择的参考依据。
关键词 地形信息分析 INS 地形辅助导航系统
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基于约束粒子群优化的海底地形辅助惯性导航定位方法 被引量：8
11
作者 周玲 程向红 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期369-372,384,共5页
针对水下自主航行器长时间航行后惯性导航系统位置误差积累的问题,提出一种关于约束粒子群优化的海底地形辅助惯性导航定位方法。通过在等值域内进行粒子群初始化,改善粒子"早熟"问题。采用惯性导航和水深测量序列计算相邻测... 针对水下自主航行器长时间航行后惯性导航系统位置误差积累的问题,提出一种关于约束粒子群优化的海底地形辅助惯性导航定位方法。通过在等值域内进行粒子群初始化,改善粒子"早熟"问题。采用惯性导航和水深测量序列计算相邻测量点水平距离、航迹水平转向角和水深变化量三个匹配参数,同时利用待匹配航迹上的粒子群计算以上三个参数,将航迹水平转向角和水深变化量转换为各自等效的水平相对距离,最后采用对应于相同匹配参数的等效水平相对距离的平均绝对差之和构建适应度函数,采用约束粒子群优化进行地形匹配,辅助惯导系统准确定位。通过某海图内海底地形匹配进行仿真实验,结果表明当航行器初始位置误差较大时:在地形变化明显区,ICCP的定位精度为200 m,约束粒子群优化的定位精度提高到20 m以内;在地形变化平坦区,ICCP无法有效定位的情况下,约束粒子群优化的定位精度约为250 m。 展开更多
关键词 地形匹配 约束粒子群优化 地形辅助导航 水下地形导航 水下自主航行器
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改进的地形熵算法在地形辅助导航中的应用 被引量：9
12
作者 徐晓苏 张逸群 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2008年第5期595-598,共4页
地形辅助导航是水下航行器导航技术的一个发展新方向,但它并不能够在任何地形区域都可以工作,比如在平坦区域的导航效果很差。通过计算不同区域的水深标准差,选择地形特征独特的区域作为适配区域。基于熵的算法对于地形复杂区域的匹配... 地形辅助导航是水下航行器导航技术的一个发展新方向,但它并不能够在任何地形区域都可以工作,比如在平坦区域的导航效果很差。通过计算不同区域的水深标准差,选择地形特征独特的区域作为适配区域。基于熵的算法对于地形复杂区域的匹配分析是快速有效的,但传统的地形熵算法匹配精度不高,本文引入了地形差异熵的概念并对其进行改进,在选定的地形区域使用MATLAB软件进行了仿真研究。仿真结果表明,改进的地形熵算法在选定的地形区域位置误差在250 m左右,可以满足水下航行器的导航要求。 展开更多
关键词 地形辅助导航 水深标准差 地形熵 地形差异熵
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无人机地形匹配辅助导航系统设计与仿真 被引量：6
13
作者 吕文涛 王宏伦 +1 位作者 刘畅 纪红霞 《电光与控制》 北大核心 2014年第5期63-67,87,共6页
根据无人机的飞行任务需要,提出一种适用于无人机的地形匹配辅助导航系统。该系统采用TERCOM算法和SITAN算法相结合的地形匹配组合导航算法,以满足无人机机动飞行情况下连续匹配的要求。为验证系统的有效性,根据真实地形数据,建立由数... 根据无人机的飞行任务需要,提出一种适用于无人机的地形匹配辅助导航系统。该系统采用TERCOM算法和SITAN算法相结合的地形匹配组合导航算法,以满足无人机机动飞行情况下连续匹配的要求。为验证系统的有效性,根据真实地形数据,建立由数字飞机、飞行控制系统、惯性导航系统和地形匹配系统组成的闭环仿真平台,研究了不同飞行条件对导航精度的影响。仿真结果表明,该系统能够有效提高无人机的自主导航精度,具有较高的工程实用价值。 展开更多
关键词 辅助导航系统 无人机 地形匹配 TERCOM算法 SItan算法
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基于Sigma粒子Kalman滤波的地形辅助导航方法 被引量：5
14
作者 谢建春 张艳宁 赵荣椿 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期703-707,共5页
地形辅助导航技术依据机载设备实时测量地形高度与机载数字高程地图的对比,给出飞行器定位结果,能够有效地修正主惯性导航系统的误差。传统地形辅助导航中应用较为广泛的是扩展Kalman滤波方法,但因为地形高度测量的非线性,扩展Kalman滤... 地形辅助导航技术依据机载设备实时测量地形高度与机载数字高程地图的对比,给出飞行器定位结果,能够有效地修正主惯性导航系统的误差。传统地形辅助导航中应用较为广泛的是扩展Kalman滤波方法,但因为地形高度测量的非线性,扩展Kalman滤波不一定能够得到系统最优估计。Sigma粒子Kalman滤波作为一种新面世的非线性滤波器,能够有效地解决非线性估计问题。基于Sigma粒子Kalman滤波,提出一种新的地形辅助导航方法。在真实数字高程地图上得到的仿真结果表明,该地形辅助导航方法性能总体优于扩展Kalman滤波方法,尤其在飞越平坦地形时表现更佳。 展开更多
关键词 地形辅助导航 扩展Kalman滤波 Sigma粒子滤波
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卡尔曼连续修正的地形辅助导航系统计算机仿真 被引量：3
15
作者 苏康 关世义 柳健 《系统仿真学报》 CAS CSCD 1997年第2期123-128,共6页
本文在建立仿真模型的基础上，通过大量的计算机仿真试验，对卡尔曼连续修正的地形辅助导航系统在不同测量噪声条件下的性能进行了评估。计算机的仿真结果表明。
关键词 地形辅助导航 飞行器 计算机仿真 导航系统
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不同传感器精度下的地形辅助导航系统性能评估 被引量：4
16
作者 赵龙 颜廷君 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1016-1019,共4页
为完成地形辅助导航系统的传感器选型以及改进地形匹配算法和地形辅助导航系统可靠性的研究,开展了传感器精度对地形匹配概率的影响研究.针对不同的地形,分析了高度表误差、速度误差和航向角误差对地形匹配概率的影响,并根据实际要求通... 为完成地形辅助导航系统的传感器选型以及改进地形匹配算法和地形辅助导航系统可靠性的研究,开展了传感器精度对地形匹配概率的影响研究.针对不同的地形,分析了高度表误差、速度误差和航向角误差对地形匹配概率的影响,并根据实际要求通过仿真计算确定地形匹配系统中各传感器的误差范围.利用丘陵、山地和高山地等大量地形数据进行测试验证,仿真结果表明:在地形匹配概率大于90%时,速度误差小于2.2 m/s,航向角误差小于0.6°,高度表噪声标准差小于16.4 m. 展开更多
关键词 地形辅助导航 匹配概率 传感器精度 系统性能
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基于高斯混合无迹粒子滤波的地形辅助导航算法 被引量：2
17
作者 孙立国 李欣 +1 位作者 李世丹 王德生 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期298-301,共4页
地形辅助导航是一种利用地形高度信息定位的导航技术,由于地形高度起伏是非线性的,因此地形辅助导航本质是非线性、非高斯贝叶斯后验概率估计问题。粒子滤波因为适合非线性、非高斯估计问题,被引入地形辅助导航领域得到广泛研究和应用,... 地形辅助导航是一种利用地形高度信息定位的导航技术,由于地形高度起伏是非线性的,因此地形辅助导航本质是非线性、非高斯贝叶斯后验概率估计问题。粒子滤波因为适合非线性、非高斯估计问题,被引入地形辅助导航领域得到广泛研究和应用,但粒子滤波算法存在粒子匮乏的问题,会影响定位精度。针对此问题,将高斯混合无迹粒子滤波(GMUPF)用于地形辅助导航,该算法用高斯混合模型(GMM)近似粒子分布,用无迹卡尔曼滤波(UKF)估计重要密度函数,不需要做重采样。通过用实际地形数据做飞行仿真实验,结果显示相比粒子滤波,不仅没有粒子匮乏问题,而且所用粒子数更少时估计精度略好。 展开更多
关键词 地形辅助导航 贝叶斯后验概率估计 粒子滤波 高斯混合无迹粒子滤波
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基于贝叶斯方法的地形辅助导航算法 被引量：2
18
作者 冯庆堂 沈林成 常文森 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2004年第1期28-32,共5页
提出并建立了一种基于贝叶斯方法的地形辅助导航(TAN)模型,推导了模型公式。针对该模型,应用最大后验估计方法,给出了一种近似的实现方法,即基于贝叶斯方法的地形辅助导航算法。仿真结果表明,该算法的均方根误差和圆概率误差等性能均优... 提出并建立了一种基于贝叶斯方法的地形辅助导航(TAN)模型,推导了模型公式。针对该模型,应用最大后验估计方法,给出了一种近似的实现方法,即基于贝叶斯方法的地形辅助导航算法。仿真结果表明,该算法的均方根误差和圆概率误差等性能均优于SITAN(桑地亚惯性地形辅助导航)算法。 展开更多
关键词 惯性导航系统 地形辅助导航 贝叶斯方法:SItan算法
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基于改进型MAD算法的地形辅助惯性导航 被引量：4
19
作者 程传奇 郝向阳 刘松林 《电子测量技术》 2015年第4期6-9,共4页
平均绝对差(MAD)算法是一种经典的匹配导航算法,首先针对MAD算法中的计算问题,提出了一种改进型MAD算法。随后在SRTM数据的基础上,采用改进型MAD算法进行仿真实验得到最佳匹配位置。针对传统的SITAN模式的地形辅助导航系统由于仅使用高... 平均绝对差(MAD)算法是一种经典的匹配导航算法,首先针对MAD算法中的计算问题,提出了一种改进型MAD算法。随后在SRTM数据的基础上,采用改进型MAD算法进行仿真实验得到最佳匹配位置。针对传统的SITAN模式的地形辅助导航系统由于仅使用高程差作为观测量而易发散的问题,提出将匹配位置误差也作为观测量,通过卡尔曼滤波算法对惯导系统误差进行最优估计。最终的仿真结果表明,该导航方式能够有效抑制惯导的累积误差,有一定的稳定性,同时具有良好的动态定位效果。 展开更多
关键词 地形辅助惯性导航 平均绝对差 卡尔曼滤波 匹配
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激光捷联惯导系统/地形辅助导航系统中卡尔曼/粒子组合滤波算法设计及仿真 被引量：3
20
作者 马忠孝 陈明 刘宗玉 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2006年第1期41-46,共6页
粒子滤波技术是近几年出现的一种非线性滤波技术,它适用于非线性系统以及非高斯噪声模型。结合粒子滤波和卡尔曼滤波各自的优点,给出了一种卡尔曼/粒子组合滤波器,并将这种滤波器应用到激光捷联惯导(LSINS)/地形辅助导航(TAN)数据融合... 粒子滤波技术是近几年出现的一种非线性滤波技术,它适用于非线性系统以及非高斯噪声模型。结合粒子滤波和卡尔曼滤波各自的优点,给出了一种卡尔曼/粒子组合滤波器,并将这种滤波器应用到激光捷联惯导(LSINS)/地形辅助导航(TAN)数据融合过程中,避免了地形复杂的线性化问题。仿真结果表明,系统的定位精度得到了明显提高。应用粒子滤波器及其改进算法解决了导航系统中存在的强非线性问题。 展开更多
关键词 激光捷联惯导系统 地形辅助导航系统 卡尔曼/粒子组合滤波 非线性滤波 数据融合
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