基于传感器的柔性机翼结构动态变形高精度在线测量理论和方法研究

The dynamic deformation error of the flexible wing structure is a bottleneck that restricts the elevation resolution of the aerial remote sensing system to the earth observation system. The error mechanism and interference characteristics of the structural dynamic deformation model are analyzed. Based on the real-time observation information of sensors, the theory and method of high-precision online measurement for dynamic deformation errors of structures are studied. According to non orthogonal mapping relationship between the assessment accuracy of baseline length with estimation of traditional dynamic model ,because of the dynamic deformation error of structure, on the basis of the analysis of the interference characteristics by using parameter identification and theoretical modeling, the high order nonlinear estimation model of structural dynamic deformation error is explored. Because of the multisource nature of interference, the uncertainty of model parameters, the norm bounded nature of disturbance structure characteristics and the nonlinearity of model errors, the non mapping relationship between dynamic deformation representation and sensor information is induced, a high-accuracy estimation method of structural dynamic deformation error based on adaptive estimation of model parameters and composite layered adaptive filter is explored, which realizes high-precision online measurement of dynamic deformation error of multi class remote sensing load multi flight platform structure. The research work of the project will effectively improve the imaging quality of aerial remote sensing system, and provide technical support for improving the accuracy of inertial navigation system such as carrier, vehicle and airborne.

柔性机翼结构动态变形误差是制约航空遥感对地观测系统高程分辨率提升的关键因素。本项目拟从结构动态变形模型误差机理和复杂环境下干扰特性分析出发，基于传感器的实时观测信息，研究结构动态变形误差高精度在线测量理论和方法。针对结构动态变形导致节点间的基线长度精度评估量与传统动力学模型估计量之间非正交映射关系，在利用参数辨识和理论建模进行干扰特性分析的基础上，探索构建结构动态变形误差高阶非线性估计模型；针对干扰的多源性、模型参数不确定性以及干扰结构特性的范数有界性和模型误差的非线性导致结构动态变形表征量与传感器量测信息间的非映射关系，探索基于自适应神经网络的模型参数自适应估计和复合分层自适应滤波器的结构动态变形误差高精度估计方法，实现多类遥感载荷多飞行平台结构动态变形误差的高精度在线测量。项目的研究工作将有效提高航空遥感系统的成像质量，并为舰载、车载、机载等动基座惯性导航系统精度的提升提供技术支撑。

柔性机翼结构动态变形误差是制约航空遥感对地观测系统高程分辨率提升的关键因素。本项目拟从结构动态变形模型误差机理和复杂环境下干扰特性分析出发，基于传感器的实时观测信息，研究结构动态变形误差高精度在线测量理论和方法。项目的研究工作将有效提高航空遥感系统的成像质量，并为舰载、车载、机载等动基座惯性导航系统精度的提升提供技术支撑。项目组以该基金为依托主要开展了以下几个方面的研究：.1、基于机翼变形的内外部干扰仿真分析；.2、基于参数识别的机翼变形随机理论建模研究；.3、基于应变感知的基线动态测量方法研究；.4、柔性基于动态形变在线建模估计方法研究；.5、基于柔性杆臂测量的阵列式POS飞行实验。.达到了以下研究技术目标：.1、明确了柔性机翼结构的动态变形表征量及多源扰动对结构动态变形表征量的影响规律；.2、初步构建了柔性机翼结构的高阶非线性变形误差模型；.3、设计了适应机翼结构（大小、形状、材质等）类型多样、扰动干扰（外部扰动/内部扰动）类型多样等任务需求的基于传感器的高精度柔性机翼结构动态变形误差在线估计模型，并开展了搭载飞行试验，应用于阵列SAR成像获得了良好的成像效果。.项目研制的四年周期内，共发表SCI检索论文17篇；申请发明专利12项，其中9项已获授权；获中国计量测试学会科技进步一等奖1项；培养了博士研究生4名，硕士研究生4名；本项目成果已成功应用于军委装备发展部装备预研领域基金项目（重点基金）和装备预研领域共性技术项目，并成功通过飞行试验验证。另外，本项目成果也应用于中国电子科技集团第十四研究所阵列SAR、中国电子科技集团第38研究所的InSAR、以及中科院电子所X波段干涉SAR的飞行试验，并取得了良好的应用效果。