“锅盖儿”通过精心收集，向本站投稿了9篇基于GPS的航标遥测系统数值优化方法，下面是小编为大家整理后的基于GPS的航标遥测系统数值优化方法，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。
篇1：基于GPS的航标遥测系统数值优化方法
基于GPS的航标遥测系统数值优化方法
摘要：介绍了利用GPS OEM板对航标灯进行位置测量与监控的情况，并根据GPS OEM板误差源对测量数据进行有效的数值分析处理， 同时根据CPS OEM板测量读数的特征采取了相应的控制策略，取得了良好的实际应用效果，为航道的数字化、自动化建设奠定了基础。关键词：CPS 数字化航道 监控
随着电子技术和通信技术的发展，无线通信以及遥测遥控系统被广泛应用于工业、农业、航空、航海等各个领域中。出海口及内陆河道作为航海航运重要的一部分，其管理维护方法及管理质量对我国航运业的影响至关重要。发展至今，电子通信产品的可靠性越来越高，成本越来越低，这使得航道管理维护自动化、数字化的实现成为可能。GPS(全球定位系统)是美国国防部于1973年开始研制的卫星全球导航定位系统，主要为其海陆空三军服务。近几年来已逐步应用于民用设施及测绘技术中，同时美国军方逐步放松对民用GPS设备的限制，使得民用GPS达到了比较高的定位精度。利用GPS对航道航标等设备进行位置遥测与监控是一种比较理想的方法。本文以航标监控的具体要求为标准，把整个航道管理区域内需监控的目标物组成一个GPS遥测网，并利用各种滤波方法消除相应的误差，提高了遥测数据的准确性。
(本网网收集整理)
1 GPS OEM板与航道GPS遥测网
1.1 GPS OEM板
GPS OEM板是GPS接收机中一个重要的组成部分，它具有成本低、体积小、重量轻、产品种类多、性价比高等很多优点，因此被广泛应用于定位及导航领域中。它的'定位精度已经能达到几十米，甚至可以达到10米以内的精度。本课题所用到的Thales集团导航定位公司的GPS OEM B12就是一款性价比很高的产品。
1.2 航道监测
航道是交通网络中一个重要组成部分，其安全质量直接影响着整个交通系统。以前航道部门专门在航道的堤岸、桥头、故障物旁边安装各种航标灯作为警戒导航装置，各种船只可以根据航标灯光及其闪动频率来确定自己的航向。至于航标的维护，则是航道部门每隔一定时间派巡航船只对各航标灯进行目测和实测。因为航道中航标灯比较多，这就使得这种巡航航道的维护方式操作繁琐，运作维护成本高，安全质量低。
1.3 航道GPS遥测网
航道中航标遥测网主要是对水标(抛锚在水中的航标)进行遥测以便对其位置进行实时监控(其系统原理图如图1所示)；而岸标(固定在堤岸上的航标)由于其位置不变所以无需GPS遥测。GPS在航标遥测网中的实际任务就是实时测量航标灯所在位置，并与预先划定的位置范围进行比较，如果漂离出所标定的范围，即通过GSM网发送警报信息给监控中心，以便于监控中心采取相应措施。这将就可以排除航标灯因船只碰撞、水流冲击等原因而漂离引起事故。而每个航道管理区域内有成百个水标，因此在提高安全质量的同时也需考虑成本投入。根据航道的具体要求，其精度并不需要精确到米级以下，因此不需要价格昂贵的高精度GPS接收机及测量仪。同时将GPS OEM板与水标进行捆绑，可以以相对较低的成本取得高质量的管理效果。本系统使用的是法国Thales公司生产的B12 GPS OEM板模块，它具有并行的12个接收通道(即同时可以接收12颗定位卫星传送的星历信息)。
2 误差分析、数值处理及控制流程
2.1 误差分析
GPS测量的误差主要包括卫星部分、信号传播、信号接收等各个方面带来的误差，但从性质上来讲可以归纳为系统误差和随机误差两部分。其中系统误差主要包括卫星的星历误差、卫星钟差、接收机钟差以及大气折射的误差等。随机误差主要包括信号的多路径效应等。虽然系统误差比随机误差要大些，其消除主要靠接收机本身[1]，但是它总是有一定的规律可循的，所以采取一定的措施进行处理对整个系统的可靠性都是非常重要的。由于水面多路径效应比较严重，所以使用精密相位中心、具厄流圈的测量天线是消除由于水面环境所引起误差的一个重要方法。
2.2 数值处理
针对各种误差，测量技术中已应用了各种滤波方法来消除或减弱各种误差的影响，例如中值滤波法、算术平均滤波法、进退递推滤波法等。通过大量的测量试验与观察分析发现，随着时间的不同、卫星分布状态的改变以及天气的变化，GPS所读数据都有不同曲线方向的飘移，但是其分布状态接近于正态分布，所以采用一些滤波方法对数据进行处理对整个测量系统精度的提高至关重要。以下是系统中所用到的几种滤波方法。
中值滤波法：即对所测三个数据进行排序，去掉最大和最小的一个，取中间值作为测量值。基于这种思想，本文在终端控制器上电初始化的时候连续测量n(可调)次经纬度数据并将它们从小到大进行排队，去掉最大的m次数据和最小的m次数据，以中间的n-2m次数据作为基准，并存于一个存储单元。由于航道遥测系统对实时性要求并不高，所以把n尽量取得大些。设n次所读数据和为Xn，经排序后最小m次数据和为XmMIN，最大m次数据和为XmMAX，则：
Xsum=Xn-XmMIN-XmMAX
把Xsum存于存储单元作为后续处理方法的和基准。 算术平均滤波法：即采样一定量的数据，然后对其求平均值作为测量估计值，这样可以使得偏离真值的正负误差相消，从而使测量值更接近真实值。本课题将前面所取得的n-2m次测量数据作算术平均，且存于固定的算术平均值存储单元，并根据以后所读数据进行实时修正。这样有：
X=(Xswn)/(n-2m);Xi=(Xsumi)/(n-2m).
其中，X是初始化时所求平均值，作为一个平均基准存于存储单元。Xi是每读一次数据所求平均值，作为位置评估值应用于位置飘移判断控制中。
进退递推滤波法：前面两者都是读取一定数据以后再作后处理，而测量过程中必须对所测数据进行实时处理。所以，所测量经纬度的变化趋势必须反应出来，以便航标因为意外而漂出所给定范围时能实时向监控中心发送警报信息，从而进行修正。本文根据实验与观察的结果，采取进一新数退一平均数的进退递推滤波方法，即：
Xswni=Xsum_i-1+Xi-1+xi
限幅滤波法：在测量过程中，常常会碰到偏离中值较远的粗大误差。这对经过前面几种滤波法处理后的数据基准会产生较大的冲击，限幅滤波法就是针对这一思想的。设定一个阈值，当所测数据与基准数据比较后，差值超过阈值就认为是粗大误差并舍掉。但是本课题中如果航标灯因意外而漂出很远，就必须能识别出来，而不能当粗大误差全部舍掉。所以在控制程序中专门设计了一计数器对舍掉比率进行计数，如果舍掉比率大于某一值则重新初始化，即重新读取n-2m次的和基准及其算术平均基准。
图2、图3、图4分别是对利用Visual Basic6.0开发的数据采集与处理程序采集的10小时GPS数据进行几种数据处理后的坐标示意图(其中，横坐标、纵坐标分别表示经、纬度)。从这三个图中可以看出，从图2到图4，数据收敛性依次增强，可见综合几种滤波法于数据处理中，将大大减少误差，提高系统精度。
2.3 控制流程
系统控制流程图如图5所示。
本文通过大量的实验与测量观察，深究了GPS OEM板的误差来源及规律，并采取了相应的数值处理方法及控制策略，大大提高了GPS OEM板在遥测系统中的应用价值和可靠性，保证了航道维护中标灯的位置遥测监控的准确性与安全性，是GPS OEM板―个很有意义的应用实例。
篇2：基于GPS的航标遥测系统数值优化方法
基于GPS的航标遥测系统数值优化方法
摘要：介绍了利用GPS OEM板对航标灯进行位置测量与监控的情况，并根据GPS OEM板误差源对测量数据进行有效的数值分析处理， 同时根据CPS OEM板测量读数的特征采取了相应的控制策略，取得了良好的实际应用效果，为航道的数字化、自动化建设奠定了基础。关键词：CPS 数字化航道 监控
随着电子技术和通信技术的发展，无线通信以及遥测遥控系统被广泛应用于工业、农业、航空、航海等各个领域中。出海口及内陆河道作为航海航运重要的一部分，其管理维护方法及管理质量对我国航运业的`影响至关重要。发展至今，电子通信产品的可靠性越来越高，成本越来越低，这使得航道管理维护自动化、数字化的实现成为可能。GPS(全球定位系统)是美国国防部于1973年开始研制的卫星全球导航定位系统，主要为其海陆空三军服务。近几年来已逐步应用于民用设施及测绘技术中，同时美国军方逐步放松对民用GPS设备的限制，使得民用GPS达到了比较高的定位精度。利用GPS对航道航标等设备进行位置遥测与监控是一种比较理想的方法。本文以航标监控的具体要求为标准，把整个航道管理区域内需监控的目标物组成一个GPS遥测网，并利用各种滤波方法消除相应的误差，提高了遥测数据的准确性。
1 GPS OEM板与航道GPS遥测网
1.1 GPS OEM板
GPS OEM板是GPS接收机中一个重要的组成部分，它具有成本低、体积小、重量轻、产品种类多、性价比高等很多优点，因此被广泛应用于定位及导航领域中。它的定位精度已经能达到几十米，甚至可以达到10米以内的精度。本课题所用到的Thales集团导航定位公司的GPS OEM B12就是一款性价比很高的产品。
1.2 航道监测
航道是交通网络中一个重要组成部分，其安全质量直接影响着整个交通系统。以前航道部门专门在航道的堤岸、桥头、故障物旁边安装各种航标灯作为警戒导航装置，各种船只可以根据航标灯光及其闪动频率来确定自己的航向。至于航标的维护，则是航道部门每隔一定时间派巡航船只对各航标灯进行目测和实测。因为航道中航标灯比较多，这就使得这种巡航航道的维护方式操作繁琐，运作维护成本高，安全质量低。
1.3 航道GPS遥测网
航道中航标遥测网主要是对水标(抛锚在水中的航标)进行遥测以便对其位置进行实时监控(其系统原理图如图1所示)；而岸标(固定在堤岸上的航标)由于其位置不变所以无需GPS遥测。GPS在航标遥测网中的实际任务就是实时测量航标灯所在位置，并与预先划定的位置范围进行比较，如果漂离出所标定的范围，即通过GSM网发送警报信息给监控中心，以便于监控中心采取相应措施。这将就可以排除航标灯因船只碰撞、水流冲击等原因而漂离引起事故。而每个航道管理区域内有成百个水标，因此在提高安全质量的同时也需考虑成本投入。根据航道的具体要求，其精度并不需要精确到米级以下，因此不需要价格昂贵的高精度GPS接收机及测量仪。同时将GPS OEM板与水标进行捆绑
[1] [2] [3]
篇3：航标遥测遥控系统建设
摘 要：伴随着黑龙江省水上运输事业的持续前进，对于水上运输事业运营的可信赖性、使用性、保卫性的需要也在持续提升，推动了完成航行标志遥测遥控措施的发展，并且科技的日益发展，电子、无线通信设施、网络措施的飞速前进，都为遥测遥控措施的发展提供了最根本的物质基础，促进这项措施完成的可能性、航行标志遥测遥控措施的完成不仅能够使其智能化、自动化，还能够在很大程度上提升航行标志的服务水准，并且还能减少人力以及物力的支出，在很大程度上提升了管制机构的管制水准，为船只的安全运行提供了更加可信赖的保证。
关键词：航标;遥测遥控;数据采集;RTU
1 系统建设
1.1 系统架构
这次体系的创建主要包含电子航行通道的航行标志动态可视化监管掌控体系、航行标志遥测遥控信息交流与传递系统、航行标志遥测遥控远端测控装置还有有关的网络信息交流与传递配套项目。
航标遥测遥控系统由建在省航道局信息中心的岸基监控系统、安装在航标上的“航标遥测遥控终端”和相应的通信链路共同构成。
1.2 运行机制
航行标志遥测遥控远端测控设施装置在每个航行标志上，智能收集、储存同时经过分组无线服务技术按时为省航道局信息核心传送航行标准情况资料;如果产生能够报警的条件，就会自动报警;追随省航道局中调度机构下发的遥控命令和远程配置，掌控、更改航行标志的作业情况或者复原到正常的作业中。
省航道局信息中心结构监管掌控体系能够自动收集、储蓄全部管辖内的航行标志活动状态、报警状态，在电子航行通道的图纸信息系统上及时标画出航行标志，同时分析航行标志是不是存在反常状况;经过分组无线服务技术传递遥控命令或者远程配置命令，更改航行标志的作业情况或者运用到正常的作业中;在特殊的情况下，航行标志管制者要按照报警状况快速的做好准备，调派作业船只赶到救援现场进行救援。
1.3 应用系统
(1)创建统一的航行标志工作资料库，完成航行标志在各种情况下活动状态的管制以及保护。
(2)制造电子航行通道图纸资料，根据库区航行图纸创造出符合国际规范的电子航行通道图纸，为航行标志管制的可视性供应根本的材料。
(3)创建航行标志遥测遥控体系，能够及时的掌握航行标志设施出现的事故并及时进行修复，提升航行标志的完善性，减少航行标志工作的管制成本，完成航行标志管制的智能性、数字化。
(4)创建在电子航行通道图为基础上的航行标志遥测遥控可视性管制系统。
1.4 网络系统
(1)航标遥测遥控终端RTU：数据采集AD+ARM嵌入式系统+GPRS通信模块+GPS定位模块;(2)通信链路：监控中心与RTU之间的通信链路采用GPRS/GSM方式。
与移动通信公司GPRS网关采用专线连接;与远程工作站采用省航道局内网连接，采用宽带数据网;(3)航标监控中心：通信服务器(工作组级服务器)+数据库服务器(部门级服务器)+电子航道图监控台(商用PC);(4)系统平台：通信服务器Windows应用服务器和数据库服务器Win2003Server+Oracle10g电子航道图监控台Win(以上或XP)+电子航道图监控软件(S-57电子航道数据+S-52电子航道图显示)。
2 系统实现
2.1 业务流程
2.1.1 航标遥测遥控系统的运行机制可概述为：航标状态信息、报警信息采集→航标状态信息、报警信息遥测→航标状态的遥控→航标遥测遥控维护记录。
遥测遥控终端RTU安装于浮标、岸标上(或其它助航设施)，其数据采集模块能自动实时采集航标的位置、工作状态和参数信息，并判断工作是否正常，到设定的时间间隔、接到中心查询指令或出现报警时终端自动将数据按照通信协议打包通过串口发送到GSM/GPRS模块。
2.1.2 监测数据通过GPRS/GSM移动基站和交换中心，采用GPRS VPN网发送到监控中心的服务器上。
监控中心依照现行的航标管理体制，对远程航标设施的遥测遥控。
管理人员借助航标动态可视化监控平台，采用IHO S-57标准的电子航道图监控界面，操作和查询都在电子航道图上进行。
2.2 监控平台
2.2.1 航行标志可视性监管掌控系统运转体制就是：经过分组无线服务技术以及传输控制协议/因特网互联协议等主动收集、储蓄所管制航行标志的活动资料、报警情况，在航行通道的电子图上及时进行描绘，监督所管制的航行情况;总结航行标志运行的资料，航行标志遥测遥控监督掌控体系需要利用报警体系和用户进行沟通连接。
2.2.2 航行通道电子图所显现的内容主要是：航行通道电子图资料的显现、搜索、操纵掌控和航行通道电子图资料的更换。
2.2.3 航行标志活动的取得：凭借此体系创建的标岸信息交流与传递和遵守的合同，履行取得航行标志活动资料。
2.2.4 航行标志标示绘制：在航行通道电子图中，及时标示绘制航行标志活动以及其他活动的相关信息，为航行标志的监管掌控供应措施基础。
2.2.5 航行标志监管掌控：依靠航行通道电子图、航行标志活动状况完成航行标志的监管掌控。
包含航行标志动态以及静态活动的资料搜索、航行标志报警和预警。
2.2.6 航行标志动态情况：凭借省航行通道局内部网络和外部网络变换完成航行标志活动和对外服务共同进行。
2.3 功能结构
航行通道电子图显现以及掌控完成全部相关的航行通道电子图的显现以及搜索;体系管制和根本数据管制完成用户的添加以及删除、变动和检查性能还有航行标志在静止状态时的情况以及通信卡资料的管制;航行标志在活动状态时主动收集还有报文主动处置完成此体系和航行标志活动状态时信息以及命令和简讯的传递;航行标志活动状态监管掌控主要完成航行标志的标示绘制、历史轨道回放、监督掌控工作搜索和命令的颁发。
3 效益及应用前景
(1)航标遥测遥控系统建成后，最明显的效益是可以随时知道航标的工作状况，增强了航标的可靠性，有效保障船舶航行安全。
同时，可延长航标巡检周期。
当发现标志工作不正常时，及时出航巡检，予以修复。
(2)航标遥测遥控的实现只是建设数字航标的`开端，如何将计算机网络技术、GIS、RS、VTS`AIS、VR(虚拟现实)、无线通讯、数据资源整合等先进技术应用到航标信息的管理与服务，建立统一的航标信息综合平台，是航标科技人员的重要而又艰巨的任务。
在此平台上不仅满足航标业务管理需求，而且可以方便地组建水上交通安全信息服务系统，实现对辖区航标动态和船舶动态实时监控，并通过VTS、AIS等系统为船舶进出港提供岸基导航服务和航行通告、航行警告、电子航道图改正数据、气象等助航信息服务。
4 结束语
船只健康顺利、安全、便利、经济的运行需要航行标志的保证，同时对推动水上运输业以及国防创建、保卫国家利益都有着关键的用途。
创建拥有我国特色的航行标志遥测遥控监管体系，同时在这个基础上，完成航行标志遥测遥控监管体系和VTS、AIS体系资料的综合，是国内航行标志管制走上现代化，提升航行标志协助航行的功能，提升VTS、AIS体系监督管制以及服务的性能。
按照数字化、智能化以及现代化完成对航行标志管制的改革思想，根据在多极化网络构造的材料发布系统措施;及时处置数据资料;根据全球定位系统、无线通信、传感设施、未处理设施等措施的航行标志照明和附属装备材料收集掌控体系。
这给黑龙江省的数字化航行通道创建了牢固的根本。
参考文献
[1]张燕.航标遥测遥控系统的功能、组成及技术实现的研究[D].大连海事大学，2003.
[2]黄林生.基于北斗的武汉港区航标监控系统方案的研究[D].武汉理工大学，.
[3]王立立.基于Internet的电子海图自动改正方法的研究[D].大连海事大学，2000.
篇4：遥测系统提高传输容量方法探讨
遥测系统提高传输容量方法探讨
针对目前火箭遥测系统码速率的局限性,提出了几种可以提高火箭遥测系统传输容量的方法,包括分时切换、增加点频、采用硬回收方式、变帧传输和采用高码率传输设备.介绍了每种方法各自的'优缺点,并针对某型号运载火箭提出了切实可行的提高传输容量的方案.
作 者：沈海峰 SHEN Haifeng 作者单位：中国酒泉卫星发射中心,甘肃,酒泉,732750 刊 名：装备指挥技术学院学报 ISTIC英文刊名：JOURNAL OF THE ACADEMY OF EQUIPMENT COMMAND & TECHNOLOGY 年，卷(期)： 18(2) 分类号：V556.1 关键词：遥测系统 码速率 传输容量篇5：工程数值优化方法研究进展
工程数值优化方法研究进展
回顾与分析了工程数值优化方法研究的发展历程,着重介绍与讨论了优化问题的几种数学列式、近似问题的保真度与近似函数,以及复杂优化问题的.求解策略等.指出优化问题的对偶列式变式DFOP-V2与高精度多点近似函数和二级近似概念结合而产生的数值优化解法,具有通用性,高的计算效率,并易于与市场现有分析软件结合使用等显著优点.
作 者：夏人伟 XIA Ren-wei 作者单位：北京航空航天大学,北京,100083 刊 名：航空学报 ISTIC EI PKU英文刊名：ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA 年，卷(期)： 21(6) 分类号：V214.19 关键词：优化理论 数学规划 近似概念篇6：优化设计方法的数值研究论文
优化设计方法的数值研究论文
1优化设计
以高压涡轮导叶为研究对象，对其轮毂进行非轴对称端壁优化设计，优化目标为在保证导叶入口质量流量尽量不变的前提下，使出口处的总压损失系数最小。对优化前后的高压涡轮导叶进行了全三维数值模拟，并对比分析了优化前后涡轮导叶出口处的气动性能，以探讨非轴对称端壁造型对高压渦轮导叶通道内流场的影响，以及在降低二次流损失上的能力。
1.1优化设计方法
优化过程中，采用端壁参数化造型、三维N-S方程流场求解与基于人工神经网络（ArtificialNeuralNetwork）的遗传算法（GeneticAlgorithms）相结合的方法，对高压涡轮导叶进行非轴对称端壁造型设计。如图1所示。首先，对端壁进行参数化并生成若干端壁曲面控制点，对控制点进行随机赋值，再进行三维流场计算，建立一个有限个样本的数据库。然后，对目标函数及其权重进行设定，并开始参数优化，人工神经网络根据对数据库的学习及对网络中联接权的不断训练，能够很好地预测出控制点与目标函数之间的函数关系。然后通过遗传算法可以找到上述函数关系的最优解（即最佳非轴对称端壁造型），如果不满足收敛条件，将对优化结果进行一次流场计算，生成一个新的样本添加到数据库中，然后再进行一次循环，随着循环的进行，数据库中的样本数越来越多，人工神经网络也能够更准确的预测出目标函数和控制点之间的函数关系，从而找到最优解。
1.2端壁参数化
选取任一叶片通道为造型区域，端壁造型的参数化就是针对该区域进行的。如图2所示，以叶片中弧线为基准，在叶片通道内沿周向选取5条等分的平行切割线，即在叶片通道内，相邻切割线之间的周向距离为通道宽度的25%。沿每条切割线均匀的设置了9个点，其中中间5个蓝色点是可控制点，两端的红色点是为确保通道出入口处的.光滑过渡（及叶片前后缘处端壁和角度连续）而设置的固定点。因此，控制点共有20个。图3给出了端壁型线沿轴向构造示意图，即数值优化过程中通过Bezier曲线生成端壁切割线的原理示意图。每个控制点沿叶高的变化范围为-9～9mm，即占叶高的15%。最后，参数化后的非轴对称端壁是通过这组切割线生成的放样曲面，如图4。
1.3目标函数的设定
在本文的优化设计中，目标函数应满足在保证优化前后高压涡轮导叶的进口质量流量尽量不变的前提下，涡轮导叶出口总压损失系数最小化。目标函数具体定义如下式中下标m和Cpt分别是导叶进口质量流量和出口总压损失系数，w为相应参数的权重因子，Qobj为相应参数的目标值，Q为相应参数的计算值，Qref为相应参数的参考值，一般取为目标值Qobj，若目标值Qobj=0时，参考值Qref取为1。因此，根据公式（1）可知，在目标函数OF中引入权重因子w将多目标优化问题转化为单目标优化问题，并且，通过调整各参数的权重因子w可以实现不同的优化目的，从而导致优化结果有不同的侧重点。本文在优化过程中更侧重于涡轮导叶出口处总压损失系数的最小化。表1给出了目标函数的具体设定，可见，导叶出口总压损失系数在目标函数中占的比例较大，达到75.12%。优化后的非轴对称端壁等高线图见图5。
2数值模拟
数值计算采用Spalart-Allmaras（S-A）湍流模型求解相对坐标系下的三维时均守恒型Reynold-AveragedNavier-Stokes（RANS）控制方程，空间离散格式为中心差分格式。高压涡轮导叶采用O4H网格结构，近壁面处进行了加密处理，最贴近壁面网格与壁面间距为5×10-6m，总网格节点数约为36万。边界条件为进口给定总压、总温，并设定轴向进气；出口给定静压；壁面给定无滑移边界条件。
3结果和分析
为了便于对比和分析，本文用AEW（AxisymmetricEndWall）代表优化前轴对称端壁，用NEW（Non-axisymmetricEndWall）代表优化后非轴对称端壁。
3.1入口质量流量
表2给出了优化前后高压涡轮导叶进口质量流量的加权平均值，对比AEW和NEW可知，由于优化过程中通过目标函数的设定对质量流量进行了人为的控制，NEW对进口质量流量的影响很小，约为0.08%。
3.2总压损失系数式中pt_inlet为涡轮导叶进口总压
pt为涡轮导叶当地总压；outlet和voutlet分别为涡轮导叶出口密度和出口速度。表3给出了优化前后高压涡轮导叶出口质量加权平均总压损失系数Cpt的计算结果，从表3中可以看出，NEW比AEW的总压损失系数Cpt降低了3.724%。图6对比了优化前后高压涡轮导叶出口周向质量加权平均的总压损失系数沿叶高的变化情况。根据图6可以看到，尽管NEW使涡轮导叶出口处的总压损失在近端壁附近有少量的增加（即约4%叶高以下），但在4%到16%叶高（Span）处总压损失下降最为明显，从16%叶高到叶顶的范围内，导叶出口处的总压损失在非轴对称端壁的作用下均有少量的减小。图7给出了AEW和NEW在涡轮导叶出口截面处总压损失系数Cpt的云图。从图中可以看出，通过图中的对比可以看出，NEW使得涡轮导叶出口截面的总压损失系数Cpt的分布发生了改变，特别是在近端壁区域，高损失区的面积显著减小，同时，导叶出口处的主流区和尾迹区的总压损失系数也有明显的下降，这主要是由于非轴对称端壁造型有效的抑制了通道涡的发展，降低了通道内的横向压力梯度，进而减弱了二次流的强度，因而降低了二次流损失。
3.3叶片表面静压的分布
图8给出了优化前后高压涡轮导叶在5%、50%和95%叶高处（即叶根、叶中和叶顶附近）的叶片表面静压分布。从图中可以看出，由于非轴对称端壁的影响，叶栅通道内的流场发生了改变，压力得以重新分布。由5%叶高处表面静压分布图可以看出，在压力面侧，从高压涡轮导叶前缘到70%轴向弦长（Cax）处，AEW和NEW的压差不大，但在70%轴向弦长往后，NEW的压力开始高于AEW；在吸力面侧，从叶片前缘到30%轴向弦长处AEW和NEW的压差不大，从30%到70%轴向弦长处，NEW相对于AEW而言，在吸力面压力有明显升高，而在压力面变化不大，这就有效的减小了吸、压力面的横向压差，有利于抑制通道涡的形成和发展，改善通道内的流场。在70%到90%轴向弦长处，与AEW相比，NEW在压力面侧压力升高，在吸力面侧压力降低，显著增大了吸压力面的横向压差，使叶片载荷的后加载情形更为明显，涡轮叶栅的载荷后置能够有效抑制通道涡的发展，有利于减小端壁处的二次流损失。压分布图可以看到，NEW对高压涡轮导叶表面静压在叶中和叶顶附近的分布没有明显影响，可见，高压涡轮导叶下端壁的非轴对称端壁造型对涡轮导叶上半叶高流场的影响不大。
3.4叶栅通道表面静压分布和流线图
图9和图10的极限流线图可以清晰地看到：在导叶前缘附近出现了马蹄涡的分离鞍点，以及由此引出的马蹄涡吸力面分支和压力面分支；随着导叶通道内气流的流动，马蹄涡吸力面分支和压力面分支开始向下游移动、发展；同时，由于导叶通道内横向压力梯度的影响，马蹄涡吸力面分支在绕过导叶前缘后与导叶吸力面在距导叶前缘30%左右轴向弦长处相交，并开始沿吸力面向上爬升，而马蹄涡压力面分支也在横向压力的作用下逐渐远离压力面，并向吸力面方向推移。对比图9（a）和图10（a）可以看出，相对于AEW，NEW吸力面低压区面积明显增加并且扩展到通道尾部。这使马蹄涡压力面分支与吸力面的交汇点向后推移，极限流线图也证明了这一点，由此可以看出NEW延迟了通道涡的形成和发展，减弱了通道涡的强度。对比图9（b）和图10（b）可以看出，AEW的马蹄涡吸力面分支在叶片前缘附近与吸力面交汇，而NEW的马蹄涡吸力面分支在靠近叶片中部附近与吸力面交汇。所以，NEW的马蹄涡吸力面分支与吸力面附面层的干扰被延后了，因此通道涡的强度将会减小，从而有利于减小通道内的二次流损失。将导叶尾缘附近的流场放大，见图9（c）和图10（c），马蹄涡压力面分支向导叶尾缘靠近时，马蹄涡压力面分支将逐渐地与导叶尾缘后的角涡相掺混，对比图9（c）和图10（c）可以看出，NEW削弱了马蹄涡压力面分支与导叶尾缘角涡的掺混，减小了角涡强度，从而减弱了涡轮导叶出口处的流动损失。
4结论
本文的分析结果进一步证实了非轴对称端壁造型是提高高压涡轮导叶气动性能的有效方法，是减小二次流流动损失的有效手段。
（1）本文发展的优化方法通过设定目标函数和控制自由变量，在进行非轴对称端壁造型的同时，可将高压涡轮导叶的参数控制在一定范围内。相比传统的非轴对称端壁造型方法，更加灵活、多样，更加接近实际应用。计算结果表明，与轴对称端壁相比，优化后的非轴对称端壁使涡轮导叶出口处的总压损失系数降低了3.724%。
（2）非轴对称端壁造型可以使叶根表面的静压分布更加合理，进而改善高压涡轮导叶的载荷分布，有利于抑制通道涡的生成和发展。非轴对称下端壁造型对高压涡轮导叶上半叶高流场的影响不大。
（3）非轴对称端壁造型可以改善高压涡轮导叶流场的流动结构。延迟并削弱马蹄涡同导叶吸力面附面层的相互掺混，削弱角涡的强度，进而削弱通道涡的强度，降低二次流损失。
篇7：《掌握系统优化的方法》说课稿
一、 教学设计的理论支持
本课的教学设计以日本学者佐藤学“学习的三位一体”理论为支持，佐藤学在《学习的快乐――走向对话》一书中，基于社会建构主义的学习理论，把“学习”重新界定为“意义与关联（关系）的建构”――“所谓‘学习’，就是同情境的对话（建构世界），同他者的对话（结交伙伴），同自身的对话（探求自我），形成三位一体的对话性实践。”
学生是学习的主体和知识的构建者。教学需要通过创设主题情境，引导学生积极参与、体验、感悟学习过程，主动获得新知，并逐步提高其发现、分析和解决问题的能力。教师是学习活动的组织者、引导者和合作者，通过采用自主、合作、探究的方式，以激发他们的潜能，发展他们的个性，培育他们的理性精神。
本课的教学，正是基于“学习者”的立场和视角进行设计的。
二、备课过程的一般问题
1、教材分析
（1）本目内容在教材的地位与意义
从微观上看，本目是《生活与哲学》第七课第二框“用联系的观点看问题”第二目内容，这一目在唯物辩证法的联系观中，是一个重要的组成部分；这一目专门提出了“系统优化的方法”，与第一目的“整体与部分的方法论意义”共同构成了“用联系的观点看问题”的教学内容；
从宏观上说，教材第三单元构成了整个唯物辩证法的基本内容，我们一般考察唯物辩证法的基本起点是“普遍联系”，教材的基本逻辑结构是：联系――发展――矛盾――辩证否定（创新），所以本内容的学习对于学生理解和领会唯物辩证法思想具有重要意义。
（2）教学重、难点：
重点：从目题上看，“掌握系统优化的方法”，重点是“掌握”，即“如何掌握”，为此，需要重点关注“掌握”的三个要求――着眼整体性，注意有序性，注重优化趋向。
难点：从目题上看，“掌握系统优化的方法”，难点是“系统”，因为从前一目的“整体”（与部分对应）转向第二目的“系统”（与要素对应），学生在理解上会有一些困难，这里存在的一个明显问题就是，“整体与部分的关系，在一定意义上就是系统和要素的关系”，这里的“一定意义”是什么意思？破解“系统”的内涵是掌握“优化方法”的前提。
（3）教材处理：
在深入理解教材文本的基础上，对教材的内容应做适当的取舍与调整；坚持生活逻辑为主，做到生活逻辑与理论逻辑相结合，我遵循的是生活经验――学科理论――生活反思（审视）的理路，当然从学科教学的要求上来说，要注意指导学生理清学科知识的内在结构和关系。
2、学情分析
（1）知识基础：学生在第七课第一框和第二框第一目学习的基础上，初步了解了联系的普遍性、客观性、多样性，以及整体和部分的辩证关系和方法论要求；另外，相关学科的学习也提供了一定的知识铺垫，比如生物学科中的生态系统，比如《经济生活》学习中的社会再生产的四个环节，经济全球化等。
（2）能力基础：学生已基本具备自主、互动、合作探究学习的能力和经验。但即兴探究的能力较差，需老师适时启发、引导和点拨。
（3）生活经验：学生在日常的生活和学习中，具备了一定的关于系统的认识经验，比如，大多数学生一般都会下象棋，下棋的经验可以嫁接到本目的学习内容中来。
3、教学目标
按照课标与我省的'《教学指导意见》，目标确定如下：
（1）知识目标： ①了解系统的含义及其基本特征；②掌握系统优化的方法。
（2）能力目标： 培养学生用综合思维的方式认识世界和解决问题的能力。
（3）情感、态度与价值观： ①通过本目学习，培养学生合作的意识。②通过学习，使学生体会到唯物辩证法是一种科学的世界观和方法论，树立对马克思主义哲学的信心。
4、教法学法
（1）教法：
本目教学采用主题情境式探究，即师生双方围绕一个学习主题，创设学习情境，通过教学对话与合作探究，达成三维目标。
（2）学习方法指导：
①合作探究法：分组开展学习探究活动，在探究过程中，使学生的思维得到发散，潜能得到发挥，个性得到突显，生生之间的思维得到融合、交叉、提炼和升华；同时培养师生之间、生生之间的合作精神，共历学习的过程，分享学习的乐趣和经验。
② 运用归纳、比较、批判（反思）等学习方法。
（3）教学手段： 多媒体教学。
三、教学的主要过程：
操作程序
教学策略
学习策略
策略分析
主题情境创设1：引出学习的主题
“棋中论道”
引导“下象棋” 这一学生熟悉的日常生活作为学习情境。
（图片或视频）
以生活经验为学习的起点、思考“下好一盘棋需要掌握系统优化的方法”。
以学生的日常生活经验为起点，激发学习兴趣和探究欲望，发现学习的意义。
主题情境创设2：
复习回顾
1、 PPT 呈现问题1：用整体与部分的辩证关系来分析一盘棋的基本结构；2、 PPT 呈现问题2：请解释“一着不慎满盘皆输”蕴含的哲学思想。
1、 联系旧知进行思考探究、讨论交流。
2、 学生交流谈论，教师指导。
通过复习旧知接入学生学习新知的逻辑起点。
主题情境创设3：
难点突破
1、 PPT 呈现问题2：“系统”一词如何理解？（可课堂查阅《现代汉语词典》）2、 PPT 呈现表格：整体与部分；系统与要素两对概念比较（列表格）；理解系统的三个特征。3、 适时引导、点拨，引导：系统一词的侧重点在于“如何使得不同的部分，要素成为一个有机的统一体”；并引出“优化”。
1、 结合语文学科的学习；
2、 在文本阅读基础上学会比较不同的哲学概念。
运用比较的方法，引导学生对“整体与部分”，“系统与要素”进行比较， 以深化理解三个特征，体会学科的意义。
主题情境创设4：
重点把握
PPT 呈现问题3：下好一盘棋，如何运用“系统优化的方法” ？
（1）着眼于整体性；
（2）遵循有序性；
（3）注重优化趋向。
请班里的象棋高手谈谈经验；再进行交流互动；教师参与指导。
将问题生活化；以问题（任务）驱动学生学习，通过问题，引导学生进行自主、探究。
主题情境创设5：
主题提炼
PPT 呈现问题4：有人说，“人生如棋，世事如棋”，这种感慨，如果从积极的意义上来说，是指我们面对世界，面向人生中的各种问题，需要有一种智慧，这种智慧是什么？
学生结合自己的生活体验和学习经验进行交流，理解“综合的思维方式”。
以问题（任务）驱动学生学习，从哲学思维的高度反思生活，以指导自己的人生和实践。
篇8：《掌握系统优化的方法》的相关说课稿
《掌握系统优化的方法》的相关说课稿
一、 教学设计的理论支持
本课的教学设计以日本学者佐藤学“学习的三位一体”理论为支持，佐藤学在《学习的快乐--走向对话》一书中，基于社会建构主义的学习理论，把“学习”重新界定为“意义与关联（关系）的建构”——“所谓‘学习’，就是同情境的对话（建构世界），同他者的对话（结交伙伴），同自身的对话（探求自我），形成三位一体的对话性实践。”
学生是学习的主体和知识的构建者。教学需要通过创设主题情境，引导学生积极参与、体验、感悟学习过程，主动获得新知，并逐步提高其发现、分析和解决问题的能力。教师是学习活动的组织者、引导者和合作者，通过采用自主、合作、探究的方式，以激发他们的潜能，发展他们的个性，培育他们的理性精神。
本课的教学，正是基于“学习者”的立场和视角进行设计的。
二、备课过程的一般问题
1、教材分析
（1）本目内容在教材的地位与意义
从微观上看，本目是《生活与哲学》第七课第二框“用联系的观点看问题”第二目内容，这一目在唯物辩证法的联系观中，是一个重要的组成部分；这一目专门提出了“系统优化的方法”，与第一目的“整体与部分的方法论意义”共同构成了“用联系的观点看问题”的教学内容；
从宏观上说，教材第三单元构成了整个唯物辩证法的基本内容，我们一般考察唯物辩证法的基本起点是“普遍联系”，教材的基本逻辑结构是：联系--发展--矛盾--辩证否定（创新），所以本内容的学习对于学生理解和领会唯物辩证法思想具有重要意义。
（2）教学重、难点：
重点：从目题上看，“掌握系统优化的方法”，重点是“掌握”，即“如何掌握”，为此，需要重点关注“掌握”的三个要求——着眼整体性，注意有序性，注重优化趋向。
难点：从目题上看，“掌握系统优化的方法”，难点是“系统”，因为从前一目的“整体”（与部分对应）转向第二目的“系统”（与要素对应），学生在理解上会有一些困难，这里存在的一个明显问题就是，“整体与部分的关系，在一定意义上就是系统和要素的关系”，这里的“一定意义”是什么意思？破解“系统”的内涵是掌握“优化方法”的前提。
（3）教材处理：
在深入理解教材文本的基础上，对教材的内容应做适当的取舍与调整；坚持生活逻辑为主，做到生活逻辑与理论逻辑相结合，我遵循的是生活经验--学科理论--生活反思（审视）的理路，当然从学科教学的要求上来说，要注意指导学生理清学科知识的内在结构和关系。
2、学情分析
（1）知识基础：学生在第七课第一框和第二框第一目学习的基础上，初步了解了联系的普遍性、客观性、多样性，以及整体和部分的辩证关系和方法论要求；另外，相关学科的学习也提供了一定的.知识铺垫，比如生物学科中的生态系统，比如《经济生活》学习中的社会再生产的四个环节，经济全球化等等。
（2）能力基础：学生已基本具备自主、互动、合作探究学习的能力和经验。但即兴探究的能力较差，需老师适时启发、引导和点拨。
（3）生活经验：学生在日常的生活和学习中，具备了一定的关于系统的认识经验，比如，大多数学生一般都会下象棋，下棋的经验可以嫁接到本目的学习内容中来。
3、教学目标
按照课标与我省的《教学指导意见》，目标确定如下：
（1）知识目标： ①了解系统的含义及其基本特征；②掌握系统优化的方法。
（2）能力目标： 培养学生用综合思维的方式认识世界和解决问题的能力。
（3）情感、态度与价值观： ①通过本目学习，培养学生合作的意识。②通过学习，使学生体会到唯物辩证法是一种科学的世界观和方法论，树立对马克思主义哲学的信心。
4、教法学法
（1）教法：
本目教学采用主题情境式探究，即师生双方围绕一个学习主题，创设学习情境，通过教学对话与合作探究，达成三维目标。
（2）学习方法指导：
①合作探究法：分组开展学习探究活动，在探究过程中，使学生的思维得到发散，潜能得到发挥，个性得到突显，生生之间的思维得到融合、交叉、提炼和升华；同时培养师生之间、生生之间的合作精神，共历学习的过程，分享学习的乐趣和经验。
② 运用归纳、比较、批判（反思）等学习方法。
（3）教学手段： 多媒体教学。
三、教学的主要过程：
操作程序
教学策略
学习策略
策略分析
主题情境创设1：引出学习的主题
“棋中论道”
引导“下象棋” 这一学生熟悉的日常生活作为学习情境
（图片或视频）
以生活经验为学习的起点、思考“下好一盘棋需要掌握系统优化的方法”。
以学生的日常生活经验为起点，激发学习兴趣和探究欲望，发现学习的意义。
主题情境创设2：
复习回顾
1、 PPT 呈现问题1：用整体与部分的辩证关系来分析一盘棋的基本结构；2、 PPT 呈现问题2：请解释“一着不慎满盘皆输”蕴含的哲学思想。
1、 联系旧知进行思考探究、讨论交流。
2、 学生交流谈论，教师指导。
通过复习旧知接入学生学习新知的逻辑起点。
主题情境创设3：
难点突破
1、 PPT 呈现问题2：“系统”一词如何理解？（可课堂查阅《现代汉语词典》）2、 PPT 呈现表格：整体与部分；系统与要素两对概念比较（列表格）；理解系统的三个特征。3、 适时引导、点拨，引导：系统一词的侧重点在于“如何使得不同的部分，要素成为一个有机的统一体”；并引出“优化”。
1、 结合语文学科的学习；
2、 在文本阅读基础上学会比较不同的哲学概念。
运用比较的方法，引导学生对“整体与部分”，“系统与要素”进行比较， 以深化理解三个特征，体会学科的意义。
主题情境创设4：
重点把握
PPT 呈现问题3：下好一盘棋，如何运用“系统优化的方法” ？
（1）着眼于整体性；
（2）遵循有序性；
（3）注重优化趋向。
请班里的象棋高手谈谈经验；再进行交流互动；教师参与指导。
将问题生活化；以问题（任务）驱动学生学习，通过问题，引导学生进行自主、探究。
主题情境创设5：
主题提炼
PPT 呈现问题4：有人说，“人生如棋，世事如棋”，这种感慨，如果从积极的意义上来说，是指我们面对世界，面向人生中的各种问题，需要有一种智慧，这种智慧是什么？
学生结合自己的生活体验和学习经验进行交流，理解“综合的思维方式”。
以问题（任务）驱动学生学习，从哲学思维的高度反思生活，以指导自己的人生和实践。
课堂小结
PPT 呈现本课的逻辑结构。
回顾本课的学习内容。
简化内容，重温知识，强调重点。
拓展与延伸
推荐阅读：《中国象棋的智慧》。
课后完成：体现“系统优化”的中国成语典故（如运筹帷幄；进退自如；丢车保帅...）
使学生体会中华文化的智慧，将哲学的学习与树立文化自觉、自信结合起来。
四、教学反思
本课的教学设计，是基于我对佐藤学学习理论的理解，在教学设计上关注了三个维度。
1、重视与情境对话：学习情境要扎根于学生真实生活的基础上
在本课教学是，学习情境不是特意创设的，而是直接还原了学生的生活，很多同学都喜欢下棋，所以我在教学中将本课的教学内容嫁接在学生的这种生活体验基础上，不仅是考虑教学有一个较好的切入点或者突破口，而且也是希望能够换一种角度，从哲学世界观、方法论的高度上，对“下棋”这一日常生活进行理性的思考，从中体会和发现哲学学习的意义。
2、倡导同他者对话：学习过程要充分体现学习者之间的交流合作
我们传统的课堂上，一般以教师讲授为主，本课的教学中，我想让学生的思维动起来，让学生多思考、多交流，让师生之间的对话有话可说，因为下棋这件事情大家都很熟悉，不少同学也多少知道一些其中的道道（内行看门道），所以学生的发言也很积极，整堂课的氛围是热烈的，当然学生的回答往往更多的是一种生活化的、感性的表述，所以教师在这个过程中把学科的东西注入到学习的过程中很重要。
3、学会同自身的对话：学习目标要嵌置于生命个体的成长过程中
我在设计这堂课的时候，一个考虑的重要目标就是希望我们的哲学课不仅对考试有用，学习当然要考试，这个不能回避，我更希望能够对学生的成长有帮助，有意义，比如像这一课的教学，如果学生真正能够体会到其中的哲理，或者智慧，懂得无论做什么样的事情，“优化”很重要，对于他们今后的帮助是很大的，对于他们今后的生活、学习、工作是很有意义的。很多学生走出高中阶段以后，对于政治课的回忆，是否会留下这样一个印象：哲学还是有点意思的，我以为能够达到这样的目标，就很好了。
篇9：GPS/INS组合系统空中对准方法研究
GPS/INS组合系统空中对准方法研究
针对单天线的GPS与捷联惯性导航组合系统,提出了一种空中对准方案,不同于传统的传递对准方法,仅依靠GPS测量信息进行速度匹配,完成空中初始对准.该方案采用扩展卡尔曼滤波方法解决对准过程中的.非线性问题.仿真结果表明该方案的对准精度(1σ)可以达到水平姿态误差0.07°,方位误差0.3°.
作 者：谭红力 黄新生 Tan Hongli Huang Xinsheng 作者单位：国防科技大学机电工程与自动化学院,长沙,410073 刊 名：航天控制 ISTIC PKU英文刊名：AEROSPACE CONTROL 年，卷(期)：2006 24(5) 分类号：V4 关键词：捷联惯导 GPS测速 空中对准 速度匹配 扩展卡尔曼滤波
