卡爾曼濾波在長基線水下定位系統(tǒng)中的應(yīng)用研究與實現(xiàn).pdf

1、長基線水下定位系統(tǒng)是以聲學(xué)定位導(dǎo)航技術(shù)為基礎(chǔ)的定位導(dǎo)航系統(tǒng)，它可實現(xiàn)在局部海域中對水下航行器的精確定位與導(dǎo)航。系統(tǒng)利用水下航行器至各海底應(yīng)答器的信號傳播時延，解算水下航行器的空間坐標，實現(xiàn)系統(tǒng)對水下航行器的定位功能。但由于受水下信道的復(fù)雜多變性和定位系統(tǒng)性能的影響，時延測量值往往存在以下幾種情況的誤差：大量級誤差、小量級誤差和無效時延，這會導(dǎo)致系統(tǒng)定位精度較低?？柭鼮V波是一種常用的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，它以線性最小方差為準則，實現(xiàn)被估計量的最

2、優(yōu)估計。它能夠?qū)Υ嬖谡`差的時延數(shù)據(jù)進行有效的處理，剔除大量級誤差，預(yù)測無效時延，提高系統(tǒng)定位精度。
　　本文根據(jù)長基線定位系統(tǒng)的特點，提出了一種基于反饋式卡爾曼濾波的定位算法，并完成該系統(tǒng)顯控軟件的設(shè)計與實現(xiàn)。
　　本文針對長基線水下定位系統(tǒng)，研究了如何建立系統(tǒng)濾波狀態(tài)方程和量測方程，并研究如何合理的選取濾波初值和濾波參數(shù)，最后提出了一種具有時延和位置信息反饋的卡爾曼濾波算法。算法利用誤差小的時延信息解算目標位置，利用解算的

3、目標位置反解時延，來修正誤差大的量測時延值，將時延和位置信息進行不斷反饋，起到相互修正的作用，能夠有效提高系統(tǒng)定位精度和定位穩(wěn)定性。
　　顯控軟件利用LabWindows/CVI軟件開發(fā)平臺開發(fā)，采用多線程編程技術(shù)和模塊化軟件設(shè)計思想進行實現(xiàn)。軟件主要功能有：提供友好的人機交互界面；實時控制系統(tǒng)運行，協(xié)調(diào)整個定位系統(tǒng)的工作；通過串行接口，實現(xiàn)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)與命令的通信；實現(xiàn)基于反饋式卡爾曼濾波的長基線定位算法；實現(xiàn)信息顯示、數(shù)據(jù)