UKF算法在無人水面艦艇協(xié)同定位中的應(yīng)用.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，開發(fā)利用海洋資源已經(jīng)成為各國關(guān)注的重點(diǎn)，地球表面大部分被海洋所覆蓋，至今仍有很多人類無法親自到達(dá)的危險(xiǎn)區(qū)域，此外大型艦船由于吃水較深無法在一些瀕海海域順利航行。針對這些情況，研發(fā)出一種小體積、低成本并且能夠在各種惡劣條件下航行的無人水面艇已經(jīng)成為各國研究工作的當(dāng)務(wù)之急。無人水面艇實(shí)質(zhì)上是一個海上作業(yè)平臺，一些復(fù)雜的海洋作業(yè)任務(wù)無法依靠一個作業(yè)平臺來完成，必須借助多個平臺進(jìn)行協(xié)同合作共同來完成。本文主要針對無人水面艇的協(xié)同

2、導(dǎo)航定位技術(shù)進(jìn)行了研究，同時對無人水面艇自身配備的慣性導(dǎo)航設(shè)備的初始對準(zhǔn)問題進(jìn)行了一定的研究。
　　本論文以無人水面艇的應(yīng)用為背景，首先簡單介紹了無人水面艇的基本特征以及無人水面艇在各國的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀；隨后對已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用的捷聯(lián)慣性導(dǎo)航技術(shù)以及兩種常用的輔助導(dǎo)航設(shè)備進(jìn)行了闡述。針對傳統(tǒng)的非線性問題線性化處理辦法存在的問題，給出了可以直接用于非線性系統(tǒng)模型的UKF濾波算法，隨后針對加性噪聲的情況給出了簡化的UKF算法，為了進(jìn)一步

3、增強(qiáng)系統(tǒng)的實(shí)時性同時獲得較好的估計(jì)精度，給出了基于比例SSUT采樣的UKF算法。
　　針對無人水面艇自身配備的微慣性導(dǎo)航設(shè)備的粗對準(zhǔn)為問題，給出了微慣性系統(tǒng)和電子羅盤組合對準(zhǔn)的方法；考慮到實(shí)際應(yīng)用中一些因素的干擾，例如船舶等海洋運(yùn)載器受海浪影響會產(chǎn)生較大的干擾加速度，粗對準(zhǔn)過后平臺誤差角仍為大角度的情況，建立了方位失準(zhǔn)角為大角度時的非線性誤差方程，并建立相應(yīng)的系統(tǒng)模型，最后通過仿真驗(yàn)證文中所建立的系統(tǒng)模型的正確性，并且對比 EKF

4、算法、UKF算法和基于比例 SSUT采樣的UKF算法的估計(jì)精度，驗(yàn)證基于比例SSUT采樣UKF算法對提高系統(tǒng)實(shí)時性和估計(jì)精度的有效性。
　　對無人水面艇協(xié)同導(dǎo)航定位技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，闡述了無人水面艇協(xié)同定位原理、協(xié)同定位的實(shí)現(xiàn)過程。針對無人水面艇沒有外界輔助信息做為參考，只能利用自身低精度導(dǎo)航設(shè)備進(jìn)行航跡推算的情況，建立了相應(yīng)的航跡推算模型，當(dāng)無人水面艇接收到外界輔助信息時，便可以利用外界的高精度信息進(jìn)行協(xié)同定位，文中分別給出了