针对美军导航传感器系统接口的导航信息源融合算法存在参数设置依赖经验且未对航向进行融合的问题, 提出了一种基于自适应指数加权移动平均的导航信息源融合算法。该算法利用分段的估计误差函数对NSI算法的参数进行自适应调整, 从而避免了初始参数设置不当对融合精度的影响, 进一步提高位置融合精度。此外将该算法应用于航向, 实现了航向的融合。在仿真实验和实测数据试验下, 将该方法与普通基于EWMA的NSI方法进行了对比。结果表明, 提出的基于自适应EWMA的NSI方法具有自适应参数调节功能, 避免了复杂的调参过程, 并有效地融合多种传感器的信息, 抑制捷联惯导系统的误差发散。

当昆虫视野内存在部分遮挡时, 能够依靠其复眼背部边缘区域中偏振敏感多小眼结构, 感知天空偏振光信息进行导航。模仿该偏振敏感多小眼结构设计了阵列式偏振导航传感器。实际应用中, 传感器视野内的随机遮挡、金属纳米光栅偏振器局部缺陷和尖锐噪声等造成各偏振方向内存在干扰像素影响偏振光强提取, 基于线性灰度拉伸的Otsu阈值分割及3σ法则, 提出了一种具有鲁棒性的偏振光强提取算法。首先, 详述了传感器的偏振导航算法和传感器组成;然后, 基于MFC对话框项目, 开发了传感器的实时监控界面, 实时显示偏振信息变化, 数据更新率达10 Hz;最后, 对传感器进行了测试实验。标定实验结果表明: 该传感器性能稳定, 定向精度±0.25°; 在室外有无遮挡条件下的对比实验结果表明: 该传感器能适应视野内的部分遮挡环境, 具有较好的鲁棒性。

在简要分析导航传感器试飞现状的基础上, 提出了利用数据融合算法获取导航传感器数据基准的实现方案, 在方案中充分考虑了不同导航传感器的性能特性, 提出了基于集中Kalman滤波的试飞导航数据初步融合和在Kalman滤波基础上利用固定区间平滑滤波实现全局信息优化融合的导航传感器基准获取方法, 并利用试飞数据对融合算法进行了验证。结果表明: 该方法有效利用了不同传感器的特性和事后数据处理的优势, 融合输出精度较融合前有明显提高, 为导航传感器的试飞评估提供了新的思路和方法。

依据天空中自然光的偏振规律，设计了在实验室环境下测试并验证偏振导航传感器性能的标定系统方案，进行了实物系统的搭建，利用VC++ 6.0平台开发了该标定系统的积分球控制、高精度旋转台控制程序。经实验测试，该标定系统的设计合理、可行，能够满足在实验室环境下的使用要求。

激光冷却原子样品以其探询时间长、能消除多普勒频移和碰撞引起的频移、与探测光场弱耦合等优点显著改善了原子光谱的精密测量能力，其多种优良特性也引起了导航领域研究者的极大兴趣。回顾了基于冷原子技术的导航传感器的发展历程，并跟踪了国际上的最新研究动态。将冷原子导航传感器根据其结构分为冷原子钟、冷原子干涉仪和原子芯片三个领域，并从物理效应、工作原理、性能参数、应用方向等多个方面分别进行了阐述。最后分析了冷原子导航传感器的发展前景，并指出高动态环境和系统的集成与封装将成为冷原子导航传感器实际应用面临的主要困难。