自適應濾波算法在水下機器人組合導航系統(tǒng)中的應用.pdf

1、導航是飛行器正常工作的一個非常重要的問題。水下機器人作為水下工作的飛行器同樣需要導航。慣性導航系統(tǒng)是目前世界上在太空及水下飛行器中被廣泛應用的導航系統(tǒng)。其優(yōu)點是自主性強，短時間內精度高。其缺點是位置和速度源于對加速度的積分運算，而且陀螺漂移作為和時間相關的誤差源無法有效克制，因此長時間工作誤差積累嚴重。如果將慣性導航系統(tǒng)作為導航主系統(tǒng)，并且和一種其誤差不隨時間而積累的導航系統(tǒng)相結合，從而提高導航精度，這就是一種組合導航系統(tǒng)。組合導航系統(tǒng)

2、目前已經成為導航系統(tǒng)發(fā)展的重要方向之一。組合導航系統(tǒng)中關鍵在于數(shù)據(jù)處理，廣泛采用的方法是濾波器。 濾波器的發(fā)展是從20世紀30年代發(fā)展起來的，比較有代表性的是維納濾波和卡爾曼濾波。應當說卡爾曼濾波器在組合導航系統(tǒng)中的應用是卓有成效的，但是，當慣性導航系統(tǒng)誤差模型中的過程誤差和觀測誤差的統(tǒng)計特性很難比較準確的描述時，最好采用自適應濾波方法，通過對過程誤差和觀測誤差的統(tǒng)計特性的最優(yōu)估計，實現(xiàn)對模型最佳補償，達到既可以實現(xiàn)組合導航的準

3、確定位，又可以抑制濾波發(fā)散的作用。 本文主要研究了自適應濾波算法在水下機器人組合導航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中應用的問題。首先對水下機器人組合導航系統(tǒng)和相關的數(shù)據(jù)處理算法進行了較為全面和正確的綜述。然后，對自適應濾波方法做了比較全面的研究，闡明了自適應濾波方法的原理和具體算法及其應用，針對在組合導航系統(tǒng)中廣為使用的卡爾曼濾波方法進行了深入的分析，剖析了卡爾曼濾波算法的特點，找出了該方法的局限性，并對卡爾曼濾波發(fā)散的原因進行了分析，比較全面