仿生偏振光羅盤信息處理技術

本書系統、全面地闡述了仿生偏振光羅盤信息處理技術。本書內容分為三部分：第一部分介紹仿生偏振光羅盤智能信息處理技術的研究背景與研究意義，分析基於大氣偏振模式的定向方法，以及仿生偏振光羅盤定向誤差處理方法，探討組合系統信息處理的研究現狀、發展趨勢等；第二部分分析仿生偏振光羅盤的噪聲成分、噪聲對其定向精度的影響，並介紹了基於多尺度主成分分析、多尺度自適應時頻峰值濾波等智能算法的去噪方法和仿生偏振光羅盤定向誤差補償技術；第三部分重點闡述容積卡爾曼濾波器及其改進方法在基於仿生偏振光羅盤的無縫組合定向系統中的應用，並提出非連續觀測條件下的仿生偏振光羅盤的無縫組合定向模型，設計了基於神經網絡的非連續觀測算法。本書可作為導航、制導與控制相關專業研究生教材，也可供廣大工程技術人員和管理人員學習或培訓使用。

第1章 緒論 001
1.1 發展背景與研究意義 003
1.2 仿生偏振光定向方法 005
1.3 仿生偏振光羅盤定向誤差處理方法 012
1.4 仿生偏振光羅盤／慣導組合定向系統與方法 018
第2章 大氣偏振模式的定向方法與系統 023
2.1 大氣偏振模式的定向方法 025
2.1.1 大氣偏振模式的中性點特性分析及自動識別 025
2.1.2 基於太陽子午線的成像式仿生偏振光羅盤定向算法 028
2.2 基於FPGA的仿生偏振光羅盤設計與集成 033
2.3 仿生偏振光羅盤定向試驗 037
2.3.1 靜態定向試驗 040
2.3.2 轉台動態定向試驗 042
2.3.3 無人機機載動態試驗 043
2.4 本章小結 046

第3章 仿生偏振光羅盤噪聲處理技術 049
3.1 仿生偏振光羅盤噪聲分析 051
3.1.1 偏振角圖像噪聲產生機理及特性分析 051
3.1.2 航向角數據噪聲產生機理及特性分析 055
3.2 基於多尺度變換的仿生偏振光羅盤圖像去噪技術 058
3.2.1 基於多尺度變換的偏振角圖像去噪技術 060
3.2.2 基於BEMD的MS-PCA仿生偏振光羅盤圖像去噪技術 063
3.2.3 基於BEMD的MS-PCA偏振角圖像去噪方法驗證 066
3.3 仿生偏振光羅盤數據去噪技術 078
3.3.1 基於多尺度變換的仿生偏振光羅盤數據去噪技術 078
3.3.2 基於EEMD的MS-TFPF仿生偏振光羅盤數據去噪技術 081
3.4 基於多尺度變換的仿生偏振光羅盤數據去噪測試 088
3.5 本章小結 098
第4章 仿生偏振光羅盤定向誤差建模與補償技術 101
4.1 偏振光定向誤差分析與模型介紹 103
4.1.1 偏振光定向誤差分析 103
4.1.2 偏振光定向誤差模型構建 107
4.2 典型神經網絡模型 109
4.2.1 循環神經網絡（RNN） 109
4.2.2 長短期記憶（LSTM）神經網絡 112
4.2.3 門控循環單元（GRU）神經網絡 119
4.3 基於GRU深度學習神經網絡的
仿生偏振光羅盤定向誤差建模與補償 123
4.4 基於GRU深度學習神經網絡的
仿生偏振光羅盤定向誤差模型試驗驗證 128
4.5 本章小結 131
第5章 仿生偏振光羅盤／慣導無縫組合定向方法與系統 133
5.1 仿生偏振光羅盤／慣導無縫組合定向系統 135
5.2 仿生偏振光羅盤／慣導無縫組合定向模型構建 138
5.3 基於自學習多頻率殘差校正的
仿生偏振光羅盤／慣導無縫組合定向方法 141
5.4 仿生偏振光羅盤／慣導無縫組合定向方法試驗驗證 148
5.5 本章小結 155
第6章 總結與展望 157
6.1 仿生偏振光羅盤智能信息處理技術總結 159
6.2 研究展望 161
參考文獻 162