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1. 发明授权

CN105783940B 基于信息预评判及补偿修正的SINS/DVL/ES组合导航方法有权
公开(公告)号：CN105783940B
公开(公告)日：2018-06-19
申请号：CN201610010208.0
申请日：2016-01-07
申请人：东南大学
发明人：徐晓苏 , 童金武 , 张涛 , 李瑶 , 王捍兵 , 孙进 , 刘义亭 , 姚逸卿 , 杨冬瑞 , 陈立平 , 石宏飞 , 金博楠
IPC分类号： G01C25/00 , G01C21/16 , G01S7/40 , G01S13/58 , G01S13/86 , G01S13/88
摘要：本发明提供了一种基于信息预评判及导航结果补偿修正的SINS/DVL/ES组合导航方法。本发明在SINS/DVL组合前对DVL的数据有效性进行判断，当DVL数据信息无效时，DVL导航信息不参与组合导航；同时，本发明将残差x2检测法引入，对组合导航结果是否平稳进行评估，并设计了组合导航结果振荡时的补偿修正方法对Kalman输出结果进行实时评判和修正补偿。本发明既能有效抑制SINS/DVL组合导航姿态、速度的发散速度，提高组合系统姿态、速度精度，在一定程度上提高位置精度；又能解决在DVL数据信息质量下降所带来姿态误差的振荡问题。

2. 发明授权

CN103759742B 基于模糊自适应控制技术的捷联惯导非线性对准方法有权
公开(公告)号：CN103759742B
公开(公告)日：2017-04-05
申请号：CN201410030336.2
申请日：2014-01-22
申请人：东南大学
发明人：徐晓苏 , 邹海军 , 刘锡祥 , 刘义亭 , 潘永飞 , 吴亮
IPC分类号： G01C25/00 , G01C21/16 , G05B13/04
摘要：本发明公开了一种基于模糊自适应控制技术的捷联惯导非线性对准方法，本发明利用模糊逻辑善于表达界限不清晰的定性知识与经验、推理解决常规方法难于解决的规则型模糊信息问题特点，通过在滤波时间更新和滤波量测更新之间添加一个专门用于动态优化弱化因子矩阵的模糊逻辑控制模块实现次优渐消因子的自适应调整。本发明具有在大失准角和运动基座条件下，模糊逻辑控制器利用残差所包含的AUV的运动信息，通过线选取次优渐消因子，调整滤波器增益，保持对舰载设备运动状态的强跟踪能力，满足复杂水下环境的AUV高精度对准要求。

3. 发明公开

CN105004351A 基于自适应UPF的SINS大方位失准角初始对准方法无效
公开(公告)号：CN105004351A
公开(公告)日：2015-10-28
申请号：CN201510246819.0
申请日：2015-05-14
申请人：东南大学
发明人：徐晓苏 , 孙进 , 刘义亭 , 田泽鑫 , 姚逸卿
IPC分类号： G01C25/00
CPC分类号： G01C25/005
摘要：本发明公开一种基于自适应UPF的SINS大方位失准角初始对准方法，包括以下步骤：步骤1：建立SINS非线性误差模型：使用欧拉平台误差角来表示理想导航坐标系与计算导航坐标系之间的失准角，且陔组误差角需要考虑转动的先后顺序，建立相应的SINS非线性误差模型；本发明解决了在一定程度上降低了由于系统简化、噪声统计特性不确定对系统造成的影响，同时较好的克服了UPF中粒子退化的现象，提高了捷联惯性导航系统初始对准精度且减少了对准时间。本发明为软件方法，不需要对系统硬件做任何修改，故实际实施方便、可行。

4. 发明公开

CN104596514A 加速度计和陀螺仪的实时降噪系统和方法有权
公开(公告)号：CN104596514A
公开(公告)日：2015-05-06
申请号：CN201510013787.X
申请日：2015-01-12
申请人：东南大学
发明人：徐晓苏 , 刘义亭 , 刘锡祥 , 张涛 , 姚逸清 , 吴亮 , 孙进 , 田泽鑫
IPC分类号： G01C21/16
CPC分类号： G01C21/16 , G01C21/20
摘要：本发明公开了一种加速度计和陀螺仪的实时降噪系统，包括惯性测量单元、信息处理单元、导航计算机，惯性测量单元提取加速度计和陀螺仪的量测信息并输送给信息处理单元进行实时降噪处理，最后由导航计算机对经过处理的量测信息加以利用输出导航信息。本发明还公开了一种加速度计和陀螺仪的实时降噪方法，通过建立关于加速度计和陀螺仪的单输入单输出卡尔曼滤波状态方程和观测方程，并根据机动情况在线调整卡尔滤波增益阵和观测噪声方差阵实现了利用卡尔曼滤波器的工作特性对加速度计和陀螺仪的量测信息进行降噪处理，有效降低量测随机噪声，通过在线调整滤波参数达到动、静态环境中加速度计和陀螺仪都有很好的量测精度。

5. 发明公开

CN104121900A 基于二代小波变换与LMS的光纤陀螺信号去噪算法有权
公开(公告)号：CN104121900A
公开(公告)日：2014-10-29
申请号：CN201410151377.7
申请日：2014-04-15
申请人：东南大学
发明人：徐晓苏 , 吴亮 , 刘义亭 , 闫捷 , 邹海军
IPC分类号： G01C19/64 , G01C19/72
CPC分类号： G01C19/64 , G01C19/72
摘要：本发明公开了一种基于二代小波变换与LMS的光纤陀螺信号去噪算法，首先使用FPGA采集光纤陀螺输出的数据，并且选定长度为M的数据窗A，然后使用LMS自适应滤波算法对数据窗A内的光纤陀螺信号进行处理，依据最小均方差准则，获得输出信号yn，将yn存储至长度为M的数据窗B，并对抽头权矢量W(n)进行调整；再对数据窗B中的光纤陀螺信号序列yn进行二代小波变换去噪；最后在二代小波逆变换重构信号完成后，使用浮动窗数据处理法处理经二代小波变换去噪后的数据窗B中的光纤陀螺信号。本发明基于二代小波变换与LMS自适应滤波法对光纤陀螺信号联合去噪，其去噪效果优于使用一种去噪算法。

6. 发明公开

CN103047999A 一种舰载主/子惯导传递对准过程中的陀螺误差快速估计方法失效
公开(公告)号：CN103047999A
公开(公告)日：2013-04-17
申请号：CN201210552272.3
申请日：2012-12-18
申请人：东南大学
发明人：刘锡祥 , 徐晓苏 , 张涛 , 王立辉 , 李瑶 , 刘义亭
IPC分类号： G01C25/00 , G01C21/16
摘要：一种舰载主/子惯导传递对准过程中的陀螺误差快速估计方法，针对舰船主/子组合中的传递对准，设计了一种适用于系泊/匀速直航条件下的陀螺误差快速估计方法，对子惯导陀螺常值误差进行快速估计，在实时多任务操作系统的支持下，子惯导系统对同一组数据进行循环导航解算与信息融合，充分利用计算机的高速性能，在传递对准过程中，快速完成对陀螺常值误差的估计。本发明不改变导航解算现有算法，不改变传递对准信息融合算法中的滤波器结构与信息匹配方式，充分利用现有导航计算机富余资源，加快传递对准过程中对陀螺误差的估计速度。

7. 发明授权

CN104655131B 基于ISTSSRCKF的惯性导航初始对准方法有权
公开(公告)号：CN104655131B
公开(公告)日：2017-07-18
申请号：CN201510063634.6
申请日：2015-02-06
申请人：东南大学
发明人：徐晓苏 , 田泽鑫 , 张涛 , 刘义亭 , 孙进 , 姚逸卿
IPC分类号： G01C21/16
摘要：本文件公开声明了一种基于迭代强跟踪球面最简相径容积卡尔曼滤波(Iterated Strong Tracking Spherical Simplex‑Radial Cubature Kalman Filter,ISTSSRCKF)的初始对准方法，采用SSR规则选取CKF的容积点；将强跟踪滤波中的渐消因子引入到CKF的时间和量测更新方程之中；再将Gauss‑Newton迭代算法引入并改进迭代过程中相应的新息方差和协方差。对于在大失准角和晃动基座条件下的初始对准问题，本发明采用SSR规则采样减少了高阶CKF中过多的采样点，引入强跟踪算法克服了模型不准确时CKF性能下降的问题，使用迭代过程充分利用最新量测信息，从而有效地降低状态估计误差，获得优于标准CKF的初始对准精度。

8. 发明授权

CN104121900B 基于二代小波变换与LMS的光纤陀螺信号去噪算法有权
公开(公告)号：CN104121900B
公开(公告)日：2017-02-01
申请号：CN201410151377.7
申请日：2014-04-15
申请人：东南大学
发明人：徐晓苏 , 吴亮 , 刘义亭 , 闫捷 , 邹海军
IPC分类号： G01C19/64 , G01C19/72
摘要：本发明公开了一种基于二代小波变换与LMS的光纤陀螺信号去噪算法，首先使用FPGA采集光纤陀螺输出的数据，并且选定长度为M的数据窗A，然后使用LMS自适应滤波算法对数据窗A内的光纤陀螺信号进行处理，依据最小均方差准则，获得输出信号yn，将yn存储至长度为M的数据窗B，并对抽头权矢量W(n)进行调整；再对数据窗B中的光纤陀螺信号序列yn进行二代小波变换去噪；最后在二代小波逆变换重构信号完成后，使用浮动窗数据处理法处理经二代小波变换去噪后的数据窗B中的光纤陀螺信号。本发明基于二代小波变换与LMS自适应滤波法对光纤陀螺信号联合去噪，其去噪效果优于使用一种去噪算法。(56)对比文件Kaibo Hu,等.“Adaptive NoiseCancellation Method for Fiber OpticGyroscope”《.2012 International Workshopon Information and ElectronicsEngineering (IWIEE)》.2012,第29卷1338–1343.Xiaodi Song，等.“Second GenerationWavelet Transform for Data Denoising inPD Measurement”《.IEEE Transactions onDielectrics and Electrical Insulation》.2007,第14卷(第6期),1531-1537.陈世同，等“.基于归一化LMS算法的光纤陀螺降噪技术研究”《.仪器仪表学报》.2009,第30卷(第3期),3自适应降噪原理,4实验与分析.李家垒，等“.光纤陀螺信号的小波包去噪及改进”《.光学学报》.2010,第30卷(第8期),2224-2228.WangQi，等“.Application of waveletpackage filtering in the de-noising offiber optic gyroscope”《.Journal ofSoutheast University(English Edition》.2008,第24卷(第1期),46-49.王其，等“.快速小波变换及其在光纤陀螺信号处理中的应用”《.大连海事大学学报》.2007,第33卷(第4期),10-13.申冲，等“.基于小波包变换与前向线性预测滤波的光纤陀螺去噪算法”《.东南大学学报(自然科学版)》.2011,第41卷(第5期),978-981.Stéphane Blin，等“.Noise Analysis ofan Air-Core Fiber Optic Gyroscope”《.IEEEPhotonics Technology Letters》.2007,第19卷(第19期),1520-1522.Li Xuyou,等“.Application of AdaptiveFiltering to Digital Closed-loop FiberOptic Gyroscope”《.2009 InternationalConference on Mechatronics andAutomation》.2009,443-447.Lee K. Strandjord,等“.Resonator fiberoptic gyro progress including observationof navigation grade angle random walk”.《OFS2012 22nd International Conference onOptical Fiber Sensors》.2012,第8421卷842109-1-842109-5.

9. 发明公开

CN104316045A 一种基于SINS/LBL的AUV水下交互辅助定位系统及定位方法有权
公开(公告)号：CN104316045A
公开(公告)日：2015-01-28
申请号：CN201410621498.3
申请日：2014-11-06
申请人：东南大学
发明人：张涛 , 陈立平 , 徐晓苏 , 刘义亭 , 童金武 , 李瑶
IPC分类号： G01C21/00 , G01C21/16 , G01S5/22
CPC分类号： G01C21/165
摘要：本发明提供了一种基于SINS/LBL的AUV交互辅助定位系统及定位方法，其中定位系统由安装在AUV上的捷联惯性导航系统SINS、布放在海底的长基线水声定位系统LBL和数据处理单元组成：长基线水声定位系统LBL由布放在海底的四个已知位置的水听器组成，数据处理单元包括广义互相关计算模块、筛选相关峰模块、位置解算模块、时延差解算模块以及卡尔曼滤波器模块；捷联惯性导航系统SINS包括IMU元件及IMU处理单元。本发明既解决了SINS系统长时误差积累问题，也补偿了由声信号在水中多路径传播所造成的定位误差，保证了AUV在水下长期自主的定位导航的精度，还避免了GPS及其他无线电定位系统的使用，解决了AUV水下作业需浮上水面校正误差的问题，为水下作业节约时间和能耗，提高了AUV水下作业效率。

10. 发明公开

CN104075734A 水下组合导航故障智能诊断方法有权
公开(公告)号：CN104075734A
公开(公告)日：2014-10-01
申请号：CN201410309238.2
申请日：2014-07-01
申请人：东南大学
发明人：徐晓苏 , 刘义亭 , 刘锡祥 , 张涛 , 吴亮 , 闫捷 , 邹海军
IPC分类号： G01C25/00
CPC分类号： G01C25/00
摘要：本发明公开了一种水下组合导航故障智能诊断方法，包括如下步骤：将水下组合导航系统的故障分为噪声突增型系统故障、信息突变型系统故障和信息渐变型系统故障；利用改进的残差χ2检测法判断是否发生突变型系统故障；如发生突变型故障，则隔离故障子系统；计算残差均值和残差绝对和值，并根据计算结果判断系统是发生噪声突增型系统故障还是信息突变型系统故障，为故障子系统故障消除后系统重构做准备；计算归一化残差均值和相邻统计周期残差绝对和值，并根据计算结果判断是否发生渐变型故障。本发明避免了由于滤波器的跟踪特性，导致故障检测系统将故障系统误判为无故障系统的缺陷；同时可以快速准确判断出水下组合导航系统中出现的各种故障。

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