面向大型测量船动态变形的高精度在线测量理论和方法

为消除测量船动态变形对外测数据的测量精度影响，有必要对其进行高精度测量。针对处于复杂环境中的测量船动态变形的高精度在线测量开展基础理论和仿真研究具有重要经济意义和科学价值。主要内容:(1)在有限元法分析测量船局部机械变形和动态变形机械参数特性基础上,结合测量船航行运动复杂环境,研究采用GPS/IFOG-SINS姿态测量系统进行高精度在线动态变形测量模型，构建频域基于双四元数原理的姿态优化算法，研究克服数据奇异方法；（2）针对测量信号的非线性结合高精度测量动态变形要求重点研究基于粒子滤波器等先进滤波与蚁群算法等智能算法相结合在GPS/FOG-SINS组合测量系统中应用的精度性能,并针对测量船航行和恶劣海情状态提出改进措施；（3）研究基于可观测度分析的GPS/FOG-SINS复杂高阶测量系统模型降阶和解耦，分析在线测量估计的实时性；(4)进行半物理仿真实验验证并对测量结果进行不确定度评估。

为消除测量船动态变形对外测数据的测量精度影响，对测量船动态变形的高精度在线测量基础理论和方法进行了深入研究。首先采用有限元法分析了测量船挠性结构模型，建立了用于高精度在线动态变形测量的GPS/IFOG-SINS姿态测量系统模型，构建并推导了频域基于双四元数原理的姿态优化算法；然后针对测量信号的非线性结合高精度测量动态变形要求，完成了将传统卡尔曼滤波、采用Q、R 自适应卡尔曼滤波方法应用于机动等复杂环境下组合系统性能的评估，并分析比较了粒子滤波器（PF、UPF等）等先进滤波与遗传算法等智能算法相结合应用于GPS/FOG-SINS组合测量系统的精度性能，提出了可应用于高精度在线测量的改进遗传粒子滤波器；最后根据测量船局部结构设计并构建了被测结构，集成了组合测量系统实验装置，设计了三天线测量方法，实验验证了改进遗传粒子滤波器在高精度在线测量中的应用，对半物理仿真实验及测量结果进行了评估。本项目共发表SCI/EI论文27篇（其中SCI已收录5篇），CSCD收录核心期刊论文4篇，申请公开和授权专利15项(其中授权发明专利4项，授权实用新型专利3项，申请受理发明专利8项)。