AUV組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)與信息融合技術(shù)研究.pdf

1、本文以實(shí)際科研項(xiàng)目為背景,針對(duì)AUV(自主水下潛器)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)和信息融合技術(shù)進(jìn)行了研究。由于AUV具有體積小、活動(dòng)范圍廣、隱蔽性好等特點(diǎn),在民用和軍用領(lǐng)域?qū)l(fā)揮著非常重要的作用,而導(dǎo)航問題是AUV發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)和瓶頸之一。因此,對(duì)AUV初始對(duì)準(zhǔn)和導(dǎo)航定位問題開展研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。隨著AUV對(duì)導(dǎo)航定位精度要求的提高,加之水下環(huán)境復(fù)雜,單一的導(dǎo)航方式在AUV中具有很大的局限性,對(duì)于AUV長時(shí)間遠(yuǎn)距離的導(dǎo)航精度要求更是難

2、以保證。近年來,慣性器件技術(shù)不斷發(fā)展,一些原本受條件限制的經(jīng)典技術(shù)手段如羅經(jīng)法對(duì)準(zhǔn)有了新的應(yīng)用潛力和研究價(jià)值。主要工作如下： l、AUV組合導(dǎo)航系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì).總結(jié)了國內(nèi)外AUV導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢,針對(duì)項(xiàng)目需求進(jìn)行了AUV組合導(dǎo)航系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì),采用SINS/DVL/MCP/TAN(捷聯(lián)慣導(dǎo)/多普勒/磁羅經(jīng)/地形匹配)組合導(dǎo)航、初始對(duì)準(zhǔn)通過羅經(jīng)法和傳遞對(duì)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)、信息融合技術(shù)采用強(qiáng)跟蹤自適應(yīng)Kalman濾波算法

3、,最后進(jìn)行AUV組合導(dǎo)航系統(tǒng)信息匹配的可觀測度研究。仿真結(jié)果表明,該組合導(dǎo)航系統(tǒng)具有較好的Kalman濾波的估計(jì)能力。 2、AUV捷聯(lián)式羅經(jīng)法初始對(duì)準(zhǔn)的應(yīng)用研究。初始對(duì)準(zhǔn)是AUV導(dǎo)航系統(tǒng)的重要部分,針對(duì)AUV自對(duì)準(zhǔn)的要求,分析了羅經(jīng)法對(duì)準(zhǔn)的基本原理,設(shè)計(jì)了基于SIMULINK的羅經(jīng)回路參數(shù)分析系統(tǒng),并進(jìn)行基于VC++6.0的羅經(jīng)法對(duì)準(zhǔn)的軟件設(shè)計(jì)及仿真分析。仿真結(jié)果表明,AUV捷聯(lián)式羅經(jīng)法初始對(duì)準(zhǔn)具有較高的精度、較好的穩(wěn)定性和快速

4、性,能夠滿足AUV在搖擺基座下實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)的要求。 3、AUV傳遞對(duì)準(zhǔn)方法的應(yīng)用研究。分析了捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)傳遞對(duì)準(zhǔn)的基本原理和桿臂效應(yīng),設(shè)計(jì)了AUV速度單參數(shù)匹配傳遞對(duì)準(zhǔn)和速度加航向組合參數(shù)匹配傳遞對(duì)準(zhǔn)兩種方案并進(jìn)行仿真及比較分析。仿真結(jié)果表明,AUV采用速度加航向組合參數(shù)匹配傳遞對(duì)準(zhǔn)具有較高的對(duì)準(zhǔn)精度和較好的快速性,能夠滿足AUV在靜基座和動(dòng)基座下實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)的要求。 4、AUV組合導(dǎo)航的強(qiáng)跟蹤自適應(yīng)Kalman濾波算法的研究。