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[发明专利]基于低轨卫星的无人机集群信息几何融合定位方法-CN202310818929.4在审
发明人： 唐成凯;王文博;周迅斌;李彦昌;张玲玲;刘洋洋;丹泽升;王晨;时含章;丁嘉伟;宋哲;华翔;王谭东;蒋鹏程 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-07-05 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： G01S19/42 文献下载
摘要：本发明涉及卫星电子导航领域，提出一种基于低轨卫星的无人机集群信息几何融合定位方法，具体包括以下步骤：步骤1：构建基于低轨卫星的无人机集群定位系统模型，获取全部无人机的低轨卫星定位结果及其三维协方差矩阵；步骤2：获取无人机间测距、测向信息，计算出协同定位无人机对待定位无人机的相对定位结果及其三维协方差矩阵；步骤3：构建无人机集群信息几何融合定位模型，对步骤1得到的低轨卫星对待定位无人机A的定位结果，和步骤2得到的协同无人机Ai对待定位A的相对定位结果进行融合，获得融合定位结果，实现无人机集群实时高精度定位，本发明能有效提高城市环境下无人机集群的定位精度以及定位的实时性。
基于卫星无人机集群信息几何融合定位方法

[发明专利]基于因子图的无人艇集群地磁匹配协同定位方法-CN202310707659.X在审
发明人： 唐成凯;时含章;王文博;王晨;丁嘉伟 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-06-15 - 公布日： 2023-09-15 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：本发明涉及船舶组合导航领域，提出一种基于因子图的地磁匹配协同定位方法，具体包括以下步骤：步骤1：构建无人艇集群协同定位网络，集群中每一个无人艇为一个带有位置模糊度的待定位节点；步骤2：在某一时刻k，对于每一个待定位节点，采用基于因子图的协同定位策略进行定位；步骤3：将步骤2中获得的定位看作无人艇各自的航迹点，对航迹点基于ICCP算法进行地磁匹配，获得k时刻各个无人艇的准确位置。本发明不需要GPS信号，不再依赖惯性导航，能够有效解决复杂海面情况下GPS易受干扰从而导致输出错误导航信息以及INS的误差随着无人艇航行时间的增加而迅速积累的问题，可满足无人艇集群在不同海上环境下连续、长时间航行的高精度定位需求。
基于因子无人集群地磁匹配协同定位方法

[发明专利]基于因子图的三维协同定位方法-CN202110174519.1有效
发明人： 唐成凯;朱星星;张怡;张玲玲;刘嘉琦;王晨 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2021-02-08 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： G01S5/02 文献下载
摘要：本发明提出一种基于因子图的三维协同定位方法，首先将协同定位网络的拓扑图映射到因子图中，构建待定位节点间的因子图和内部因子图的模型，然后利用和积算法的置信度信息传递准则，推导得到了内部因子图上各个变量节点和函数节点的参数计算表达式，解决了在三维空间下待定位节点间信息传递计算推导困难的问题，提高了算法的实用性与系统的定位精度。本发明计算复杂度小、通信开销小、收敛速度快，可有效解决以无人机为代表的高动态目标定位困难的问题。
基于因子三维协同定位方法

[发明专利]一种基于等同映射的灵巧式转发欺骗干扰布站优化方法-CN202310487402.8在审
发明人： 唐成凯;丁嘉伟;张玲玲;刘洋洋;丹泽升;程卓;张怡;廉保旺;王晨;王文博;时含章 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-05-04 - 公布日： 2023-08-18 - 主分类号： H04W16/18 文献下载
摘要：本发明涉及卫星导航电子对抗领域，提出一种基于等同映射的灵巧式转发欺骗干扰布站优化方法，具体包括以下步骤：步骤1：构建多站多星转发映射系统模型，获取某一区域用来定位的n(n≥4)颗卫星和待干扰目标的真实位置；步骤2：计算出每颗卫星到待干扰目标真实位置的连线，共计得到n根连线；步骤3：将n个干扰站对应布置到步骤2中得出的n根连线上。本发明基于多站多星转发式欺骗原理，不会影响正常通信；采用等同映射解决映射尺度上的畸变问题，从而能够降低映射误差，提高干扰成功率；且采用卫星、干扰站、接收机共线的方式布站，布站方式简单灵活，可降低干扰站布设的复杂度，从而能够满足大型区域防御需求。
一种基于等同映射灵巧转发欺骗干扰优化方法

[发明专利]一种适用于GNSS拒止环境下的鲁棒自适应VIO导航定位方法-CN202310213752.5在审
发明人：岳哲;马文卓;郝军芳;吴喜芳;李克昭;唐成凯;连增增 -专利权人：河南理工大学
申请日： 2023-03-07 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： G01C21/16 文献下载
摘要：本发明提出一种适用于GNSS拒止环境下的鲁棒自适应VIO导航定位方法，首先利用IMU和相机获取UGVs的加速度、角速度以及周围的环境信息。然后基于多幅图像之间的对极几何和三焦点张量几何关系建立VIO的量测约束模型。接着在滤波算法部分将H∞准则引入到CMSCKF中以提高VIO滤波算法的鲁棒性，并基于系统不确定性程度，采用三段式鲁棒自适应VIO滤波算法，综合利用标准卡尔曼滤波算法和H∞滤波算法，将两者进行优势互补，实现滤波算法整体性能的提升，使得VIO组合导航不但具有较高的滤波精度，还具备较好的鲁棒性，从而提高UGVs在复杂环境下的导航定位性能。
一种适用于 gnss 环境自适应 vio 导航定位方法

[发明专利]适用于城市峡谷环境的GNSS NLOS数据去污与加权优化定位方法-CN202310154786.1在审
发明人：岳哲;马文卓;郝军芳;李克昭;唐成凯;连增增;吴喜芳 -专利权人：河南理工大学
申请日： 2023-02-22 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： G01S19/37 文献下载
摘要：本发明提出一种适用于城市峡谷环境的GNSS NLOS数据去污与加权优化定位方法，该方法基于图像分割理论，利用鱼眼相机捕获车辆上空的环境信息，并利用高亮修正、Canny算法边缘检测、ASF滤波器修正及四邻域种子生长法，将捕获的上空图像划分为天空区域和非天空区域。然后根据卫星信号的方位角和高度角，通过建立的卫星投影模型将其投影到分割后的图片上，实现GNSS NLOS信号的检测。最后利用最近像素点原则获取被遮挡卫星对应的投影点到天空边界的最小距离，表征GNSS NLOS信号遮挡程度，并根据权值优化理论设置不同的权值实现不同GNSS NLOS信号有用信息的充分挖掘。该方法成本低、计算量小、实时性强，可以大大减小城市峡谷中GNSS NLOS信号对车载导航定位精度的影响，提高导航定位精度。
适用于城市峡谷环境 gnss nlos 数据去污加权优化定位方法

[发明专利]单站多星MIMO上注系统能效优化方法-CN202110502017.7有效
发明人： 唐成凯;蔚保国;张娟;张怡;陈沛林;张玲玲 -专利权人：中国电子科技集团公司第五十四研究所;西北工业大学
申请日： 2021-05-08 - 公布日： 2023-01-31 - 主分类号： H04B7/185 文献下载
摘要：一种单站多星MIMO上注系统能效优化方法，首先在每个卫星的QOS和总体发射功率的限制下，对单站多星MIMO上注系统的能效优化问题进行数学建模，接着利用分数优化的性质将分数形式的目标函数转化为易于求解的减数形式的目标函数，然后通过凸优化的知识解对偶问题，得到了功率分配矩阵的数学表达式，有效解决了有约束条件下的能效优化问题求解困难的问题，提高了算法的实用性。
单站多星 mimo 系统能效优化方法

[发明专利]基于无线电信标合作信号的月球着陆器定位方法-CN202211035881.1在审
发明人：刘洋洋;廉保旺;赵宏伟;唐成凯;丹泽升 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-08-27 - 公布日： 2022-12-20 - 主分类号： G01S5/00 文献下载
摘要：本发明提出一种基于无线电信标合作信号的月球着陆器定位方法，利用预先放置在月球表面的单个无线电信标对月球着陆器的距离、方位、速度进行相对测量，结合无线电信标位置，完成对着陆器的位置估计。本发明可用于月球探测场景中的着陆器着陆导航定位任务中，在地面测控站以及环绕器无法实时支持的情况下，仅通过星体表面的单个无线电信标实现对着陆器的测向、测距、测速以及通信定位一体化，引导着陆器渐进安全着陆，为提高着陆器在进入、下降与着陆阶段中的定位精度提供了新的解决途径。
基于无线电信标合作信号月球着陆定位方法

[发明专利]基于矩阵K-L散度的多源导航信息融合方法-CN202110182640.9有效
发明人： 唐成凯;柳俊;陈沛林;张怡;张玲玲;吕行 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2021-02-07 - 公布日： 2022-10-25 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：本发明提出一种基于矩阵K‑L散度理论的多导航源信息融合算法，首先通过各个导航定位子系统对各自接收到的定位信息进行结算，得到各自的定位坐标结果；其次根据各个导航定位子系统的定位坐标结果，得到各个导航子系统定位误差的概率统计信息；最后对得到的各个导航子系统定位误差的概率统计信息进行矩阵K‑L散度平方和最小化准则下的信息融合，得到最终组合导航系统的定位坐标。本发明将信息几何理论与信息融合过程结合，从而使在欧式空间不能直接进行的概率信息的融合过程，得以在统计流形上实现，可以有效大大提升组合导航系统的扩展性，并且可以大大减少计算量。
基于矩阵导航信息融合方法

[发明专利]基于分布式CSI的多测控站多星MIMO上行抗干扰方法-CN202110502592.7有效
发明人： 唐成凯;蔚保国;卢山;张怡;陈沛林;张玲玲 -专利权人：中国电子科技集团公司第五十四研究所;西北工业大学
申请日： 2021-05-09 - 公布日： 2022-09-30 - 主分类号： H04B7/185 文献下载
摘要：本发明提出一种基于分布式CSI的多测控站多星MIMO上行抗干扰方法，首先构建多站多星MIMO上注模型，将地‑星上注系统中的通信总速率的优化问题转化为各个卫星上的速率的优化问题，然后通过凸优化理论推导得到预编码矩阵和反馈权重矩阵计算表达式，解决了多径干扰和各卫星间干扰所导致的通信速率低下的问题，提高系统的通信效率和抗干扰能力。本发明通过多站多星MIMO上下行链路模型，考虑在最坏情况下CSI的获取，推导完善了迭代中预编码矩阵的更新计算公式，实现基于分布式CSI的协同预编码抗干扰算法。选用分布式协同预编码方法，在通信环境极端恶劣导致信道状态信息获取艰难的情况下，可通过与通信范围内测控站的信息交互，保持较好的通信性能，提升了地‑星上注系统的稳定性。
基于分布式 csi 测控站多星 mimo 上行抗干扰方法

[发明专利]一种基于信息概率的融合定位方法-CN202110026669.8有效
发明人：张怡;宋哲;唐成凯;张玲玲;程泽宇;于阳 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2021-01-09 - 公布日： 2022-09-13 - 主分类号： G01C21/00 文献下载
摘要：本发明提出一种基于信息概率的融合定位方法，该方法通过推导出两个概率密度函数融合之后新概率密度函数的参数解析式，之后通过递推方法推导出多个源融合的参数解析式，利用该融合后的参数解析式计算获取融合导航定位信息。本发明相对于传统基于卡尔曼滤波的融合定位方法，不仅能够减小融合定位的计算量、提高运算速度，而且对于融合导航源的扩展更加灵活，对于导航源的接入和断开都具有很强的鲁棒性。通过仿真结果可以看出，该方法可以提高融合后定位的精度，并且融合的源越多精度越高。此方法为融合导航定位算法设计提供了一种新的思路，能更加快速、实时地获取融合后的导航定位信息。
一种基于信息概率融合定位方法

[发明专利]基于OSG的战场威胁评估示警方法-CN202210629840.9在审
发明人： 唐成凯;张家铭;张玲玲;刘洋洋;岳哲;丹泽升 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-06-05 - 公布日： 2022-09-09 - 主分类号： G06T15/00 文献下载
摘要：本发明提出一种基于OSG的战场威胁评估示警方法，该方法基于OSG和OSGEARTH，通过对重点战场单位进行提前建模，对模型进行处理，并叠加在已经搭建好的虚拟地球上等手段实现小规模战场环境搭建，并通过地心延长线与模型求取交集，将每一个交集的结果存储于我方单位对应的对象中，并根据敌方单位数量的区别对范围内的战场单位进行差异化着色，从而实现示警的功能。该方法计算量小，复杂度低，通过实时采集敌方单位位置数据来对敌方单位的作战意图进行把控，并对我方主要单位进行示警，有着体量小，可观测性优良，即时性强等特点，能有效的把控战场局势，对指挥员的的决策起到辅助作用。
基于 osg 战场威胁评估示警方法

[发明专利]基于高度辅助的大规模矿井下用户三维实时定位方法-CN202210615546.2在审
发明人： 唐成凯;张存乐;张玲玲;刘洋洋;丹泽升;岳哲 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-05-31 - 公布日： 2022-09-02 - 主分类号： G01S5/02 文献下载
摘要：本发明提出一种基于高度辅助的大规模矿井下用户三维实时定位方法，该方法利用UWB定位基站为核心，结合矿层高度信息，构建因子图置信度传递模型，实现三维定位，在大型矿场复杂幽闭矿井管道的定位场景下，面对大数量级的矿下用户，本发明提出的定位算法定位精度可观、通信开销小、计算复杂度低，在定位规模、定位精度、定位速度、定位稳定性方面具有较大的优势和实用性，能有效满足大规模矿井下用户高精度实时定位需求。
基于高度辅助大规模矿井用户三维实时定位方法

[发明专利]基于GNSS/惯导/无线基站融合的无人机三维定位方法-CN202210626672.8在审
发明人： 唐成凯;王妤旸;张玲玲;岳哲;丹泽升;刘洋洋 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-06-04 - 公布日： 2022-08-30 - 主分类号： G06V20/17 文献下载
摘要：本发明提出一种基于GNSS/惯导/无线基站融合的无人机三维定位方法，基于信息几何理论，将无人机搭载的卫星导航、惯性导航、无线电导航信息转化为不同信息概率模型，解决了融合时异构导航源信息格式不同的问题。此外，利用无人机导航源信息概率和定位精度的相关性，通过计算导航源信息准确度概率函数，融合多个概率密度函数得到定位结果，可以有效提高无人机三维定位的融合速度和稳定性，在导航信息丢失的情况下，仍可以有效抑制误差，实现无人机三维定位。
基于 gnss 惯导无线基站融合无人机三维定位方法

[发明专利]惯导辅助下的单锚节点网络协同定位方法-CN202111306968.3有效
发明人：刘洋洋;赵媛;廉保旺;赵宏伟;唐成凯 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2021-11-05 - 公布日： 2022-08-19 - 主分类号： H04W4/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种惯导辅助下的单锚节点网络协同定位方法，以锚节点为坐标原点建立本地坐标系，利用用户节点上的惯性导航系统获得用户节点的相对位移信息，利用节点上的无线传感器获得节点间的相互测距信息，构造时间序列上网络节点的联合后验分布，通过节点间消息的相互传递，利用和积算法进行消息计算，获得节点的位置以及位置不确定度信息。本发明建立惯导辅助下的单锚节点网络协同定位算法模型并结合和积算法，解决了单锚节点无线传感器网络系统无法定位的问题，大幅降低了锚节点的布设数量，降低了维护难度。
辅助节点网络协同定位方法

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