0 引言

随着现代无人机小型化、轻量化,对于导航系统的体积、重量要求越来越严格。目前应用于无人机组合导航系统主要是由捷联惯性导航系统(SINS)、卫星导航系统(GNSS)等进行组合导航。由于SINS误差随时间发散,长时间导航系统需要于GNSS进行组合。

推进长江水资源保护。为了永保一江清水，长江委进一步加强了以省（国）界水体等重要水域和重点水功能区为重点的水质监测，组织完成了长江干流179个水功能区、11个常规断面、8个省界缓冲区24个断面、35个入江支流的监测工作，对委直管入河排污口，三峡库区、丹江口库区及其上游、长江口等重要区域，以及长江干流部分排污量较大的入河排污口开展了监督性监测。积极应对突发水污染事件，对江西潦河永修河段油泄露等3起事件启动了应急响应。继续深化南水北调中线工程水源区、陆水水库的水资源保护协作机制建设，并就有关工作形成初步意见。继续推进水利行业以藻类监测为代表的水生态监测。

ARM是有英国ARM公司设计的一系列32位RISC微处理器的总称,在数据处理能力上已经可以满足组合导航的运算速度要求,在成本上相对DSP有显著的优势。

在转基因小鼠中，研究小组让大脑中的每一个突触在荧光灯下发出光亮，就像繁星点点的夜空一样。正如每颗恒星各不相同，研究小组发现突触也有着很大的差异，但是这种差异显著体现在对记忆和思考的支持作用上。

据介绍，每一个合作的农户或种植基地，农拓者都会安排专业人员对土壤进行分析，收集历年作物生长、天气变化等大量数据，在大数据的基础上量身打造出覆盖种、肥、药和田间管理等多方面的全程种植解决方案，并在种植过程中进行监督化的跟踪管理。在这种模式下，农民的种植水平得以提升，避免了肥药的浪费和无效施用，精准的病虫害解决方案保障了作物健康，促进了农民增产增收，交出了辣椒亩产增幅30%、番茄亩产增幅40%、其他作物均有不同比例增产的答卷。

在惯性导航系统的选择方面,为了在性能不受影响的情况下达到体积最小、重量最轻,选用分立的MEMS陀螺/加速度计成为了最优方案。

2.3 Hsp90α对肺癌诊断价值评估 ROC曲线分析显示，血浆Hsp90α在肺癌诊断中的最佳临界值为61.37 ng/mL，当以最佳临界值作为cut-off值时，其灵敏度为93.10%，特异度为62.50%，ROC曲线下面积为0.857。表明Hsp90α检测在肺癌诊断中具有较高的灵敏性，在肺癌早期诊断中具有一定临床意义，见图3。

算法中采用基于信号功率估计的方法确定自适应门限值以检测目标信号是否存在。具体方法是将信号值取平方,然后累加到一起,取平均值,最后乘以一个系数得到门限值,表达式为:

1 SINS/GNSS系统软硬件设计

组合导航系统的硬件部分由惯性测量组件、卫星定位仪、计算采集部分等组成。其中MEMS陀螺选用3个AD公司的单轴陀螺ADXRS642,零位稳定性约为180°/h;MEMS加速度计选用两个AD公司的双轴AD22293,零位重复性误差约为5 mg。陀螺以及加速度计的空间布置方式保证载体系前上右3个方向均至少与一个器件的敏感轴重合。MEMS陀螺、加速度计输出的模拟量由AD7689进行采样,通过SPI总线与处理器芯片通信。处理器芯片选用意法半导体的STM32F401RE,最高主频84 MHz,具有浮点运算单元(FPU)。GNSS芯片选用瑞士ublox公司的NEO-M8N芯片,输出频率最高10 Hz,通过TTL电平与处理器芯片的USART接口通信。整个系统实现体积小于90 mm×50 mm×10 mm,重量小于120 g。

组合导航系统的软件部分由驱动软件、ARM架构软件及算法软件组成。处理器间隔0.5 ms对AD7689采样的结果进行一次采集,间隔10 ms进行一次惯性导航解算与卡尔曼滤波时间更新;收到GNSS发出的速度、位置信息,在下一个10 ms解算周期加入卡尔曼滤波量测更新,对姿态角、位置、速度进行反馈矫正。

蛋白质是饲料中成本最高，决定鱼类最佳生长的关键营养物质[12]。若饲料中蛋白质含量不足，将导致鱼类生长速度和饲料转化率降低，但过量饲料蛋白质摄入不仅增加饲料成本，同时会加重鱼体代谢负担并增加氮排放，严重影响水质。因此研究饲料中适宜的蛋白质含量对成本优化、保持鱼类健康快速生长具有实际意义。大黄鱼[13]、鲈鱼[14]、卵形鲳鲹[15]、乌鳢[16]等主要养殖经济鱼类已有较多研究，但对大刺鳅适宜蛋白质需求的相关报道较少。本试验采用饲料蛋白质梯度法，考察饲料蛋白水平对大刺鳅幼鱼生长性能、消化酶及肝功能的影响，旨在为大刺鳅饲料配方设计提供理论依据。

2 惯性导航算法

式中:Ka为相应温度区间的加速度计刻度系数3×3矩阵,经过预先标定得到[1]；g为重力加速度；Uacc为AD测得的3个加速度计电压扣除相应温度区间零位的值。

令载体坐标系为b(前上右),导航坐标系为n(北天东),惯性坐标系为i。载体系下比力为:

实践平台是实施高校数据库课程体系改革的基础。目前，很多的高校计算机专业实验室都严重缺乏可供部署海量数据管理平台的分布式集群和相应的软件配置。因此，高等院校应当从实验课程的角度，通过借鉴“去IOE”的思路(由个人电脑或服务器所构成)，配置实验项目和运行相关软件系统的硬件平台，从而满足学生实践操作的学习需求。另外，在课程教学过程中，应当使用开源软件，通过硬件设备为实验课程的顺利开展提供保障，从而不断完善数据库实验教学，提高学生的实践能力。

fb=KaUaccg

(1)

由于MEMS器件采用印制电路板焊接方式保持的垂直度,MEMS陀螺和加速度计对应3个敏感轴的安装误差较大,需要用标定方法进行补偿。在不同温度下MEMS陀螺和加速度计的刻度系数与零位也不同,在这里近似认为是线性变化。

载体系下角速率为:

(2)

式中:Kω为相应温度区间的陀螺刻度系数3×3矩阵,经过预先标定得到[2]；Ugy为AD测得的3个陀螺电压扣除相应温度区间零位的值。

量测更新迭代方程为:

则导航系下速度迭代可以表示为:

Vn(t)=Vn(t-dt)+dt·an

(3)

式中:dt为惯性导航解算周期。

大地系下纬度、经度、高度迭代如下:

(4)

式中:Rm为子午圈曲率半径;Rn为卯酉圈曲率半径；Vn、Vu、Ve分别为北天东速度。

线性条件下,系统的状态方程和量测方程的简化形式为[7]:

(5)

式中:ωie地球自转角速率。

载体系相对导航系旋转角速率在载体系下投影为:

当前情况下，独立学院在毕业生和用人单位之间起到了桥梁作用。一方面，学院应密切关注专业建设与用人单位需求的适应情况，充分利用教学资源，合理设置人才培养方案，将就业率作为教育培养效果的衡量指标。另一方面，学院应收集发布用人单位招聘信息，定期举行招聘会；与此同时成立由专业教师组成的就业指导机构，开设就业创业相关课程，提供求职技巧培训，增强毕业生求职竞争力[2]。真正为毕业生与用人单位之间起到良好的促进作用。

(6)

姿态四元数迭代可以表示为[4]:

(7)

(8)

令

(9)

将上式泰勒展开即可以得到相应阶数的姿态四元数离散迭代方式。通过姿态四元数又可以得到相应时刻的姿态转换矩阵进而得到姿态角[3-4]。

3 组合导航方案设计

卫星导航芯片间隔约100 ms输出载体位置、速度。令卫星导航芯片输出的位置、速度分别为Psat、Vsat。

滤波增益[5]:

导航系相对惯性系的旋转角速率为:

(10)

Zk=HkXk+Vk

(11)

式中：Xk为k时刻系统状态;Zk为k时刻测量值;Φk/k-1为tk-1时刻至tk时刻的一步转移阵;Γk-1为系统噪声驱动阵;Hk为量测阵;Vk为量测噪声序列;Wk-1为系统噪声序列

(12)

式中:为导航系下惯导姿态误差角;为导航系下速度误差;为大地系下位置误差;为陀螺零位误差;为加速度计零位误差。

⑳㉝㊺㊽［日］二 宫 周 平: 《家 族 法》，新 世 社 2014 年 版，第170 ～171、177、159、174、175 页。

时间更新迭代方程为:

状态一步预测[5]:

(13)

一步预测均方误差:

(14)

式中,Q为系统噪声协方差阵[6]。

载体系下比力fb转到导航系下为fn,扣除重力加速度g值可以得到导航系、载体系下加速度an、ab。

活性炭纤维的表面化学结构和孔隙结构是影响其吸附能力的重要因素，可通过物理改性和化学改性等手段改变其表面化学结构和孔隙结构，以进一步提高其吸附性能。刁国旺等[13]通过微波辐射对活性炭纤维进行改性，改性后的炭纤维比表面积增大，低压吸附量和比孔容均增加。陈水挟等[14]将基体活性炭纤维浸渍在含贵金属金、银、铂或钯离子的溶液中，得到负载有贵金属金、银、铂或钯的改性活性炭纤维，尤其可以用于吸附富集氙气体。

(15)

式中:ZK为k时刻量测值,LSINS、VSINS分别为惯性导航解算得到的位置、速度,LSAT、VSAT分别为卫星导航芯片输出的位置、速度。

这篇小说是萧红在1941年7月1日发表在香港《时代文学》第一卷第二期上的短篇小说。有谁知道，这篇乡土奇葩问世后的半年多（即1942年1月22日）作家竟与世长辞了。所以，《小城三月》不仅成了萧红的遗作，也成了她结束痛苦人生的信号弹。

(16)

状态估计[5]:

(17)

均方误差[5]:

(18)

式中R为量测噪声协方差阵[6]。

由于在缺乏水平机动的情况下,航向角观测性较差[7],故组合导航在平直运动时利用卫星导航相对地面的速度航向纠正航向角。算法采用序贯卡尔曼滤波方式设计。

这是我国开展可持续城市实践早期的主要方式,在社会财富积累不是很高的情况下,主要关注环境、卫生、健康等生存型问题,符合当时的经济社会发展特征,也为后续发展奠定了基础。

令航迹角Yyaw与航向角ψyaw误差为Δψ

Δψ=Yyaw-ψyaw

(19)

Yyaw由GNSS水平速度得到,ψyaw由惯性导航解算得到,Δψ定义域取为[-π,π)。

引入航向量测量[8]:

Zyawk=Δψk

(20)

设计针对航向量测更新的量测阵Hyaw以及量测噪声协方差阵Ryaw。类似式(16)—式(18),再次进行一次量测更新,得到最终的状态向量量测更新周期由卫星导航芯片输出周期决定。每次量测更新结束后,姿态角、位置、速度减去状态向量中相应的误差,得到矫正后的值,然后将X向量清零。

4 组合导航系统车载实验分析

为了验证组合导航总体性能,2017年10月进行了跑车实验。跑车路线为近似直线路线、中途无停顿。共有两组有效数据进行评估。车载高精度惯性导航系统的姿态角误差小于0.02°/h。车载GPS位置精度优于10 m、速度精度优于0.5 m/s。将车载导航系统的输出与文中所述导航系统输出进行比较,误差统计表格如表1所示。

表1 误差统计表格

误差第一组1σ标准差 RMS第二组1σ标准差 RMS俯仰角误差误差/(°)0.1440.3510.2080.506航向角误差误差/(°)0.6560.870.3630.454滚转角误差误差/(°)0.2260.4390.1810.35东向位置误差/m0.9522.9550.836.913北向位置误差/m0.7860.9160.4831.097天向位置误差/m1.9552.3210.5813.58北向速度误差/(m/s)0.1280.1680.1080.11天向速度误差/(m/s)0.2290.3170.1950.295东向速度误差/(m/s)0.1430.1440.1170.119

姿态角误差统计结果包括了初始安装误差、初始对准误差。取两组中较差的RMS统计值,滚转角、俯仰角误差约为0.5°,航向角误差约为0.9°。

得到的误差曲线如下:

图1 姿态误差曲线

图2 位置误差曲线

图3 速度误差曲线

由位置、速度统计数据及曲线可以看出,组合导航系统位置、速度精度应优于或等于车载GPS精度。

由于所用陀螺零位漂移达到0.05°/s,160 s漂移约为8°。从姿态角误差曲线来看,误差基本保持在1°以内,误差保持收敛状态。航向误差由于其观测性差,当载体近似匀速直线运动时仍然会发散。加入航向量测后,航向角误差成功收敛到1°以内。

5 结论

利用低成本、小型化MEMS IMU器件进行惯导解算,与微小型GNSS芯片低频率输出的位置、速度信息进行卡尔曼滤波松组合,可使姿态角、位置、速度误差保持在较小范围内。实验结果表明,在微小型无人机等对空间、重量要求严格的应用中,该设计具有显著意义。

参考文献:

[1] 宋丽君, 秦永元. MEMS加速度计的六位置测试法 [J]. 测控技术, 2009, 28(7): 11-17.

[2] 彭孝东, 陈瑜, 李继宇, 等. MEMS三轴数字陀螺仪标定方法研究 [J]. 传感器与微系统, 2013, 32(6): 63-69.

[3] 严恭敏. 捷联惯导算法及车载组合导航系统研究 [D]. 西安: 西北工业大学, 2004: 7-10.

[4] 秦永元. 惯性导航 [M]. 北京: 科学出版社, 2006: 300-327.

[5] 管斌, 李涛, 吴美萍, 等. 一种应用磁强计提高导航系统航向精度的方法 [J]. 传感器与微系统, 2010, 29(8): 37-40.

[6] 陈沣, 杨鹏翔. 基于长航时飞行器的SINS/GNSS自适应组合导航算法 [J]. 弹箭与制导学报, 2016, 36(3): 18-21.

[7] 秦永元, 张洪钺, 王淑华. 卡尔曼滤波与组合导航原理 [M]. 西安: 西北工业大学出版社, 2012: 33-35.

[8] 苏鑫, 万彦辉, 谢波. 一种提高GPS/低精度SINS组合测姿精度的方法 [J]. 弹箭与制导学报, 2011, 31(5): 19-22.