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(shí)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(shí)現(xiàn)在局部海域中對(duì)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(hào)傳播時(shí)延，解算水下航行器的空間坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)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(shí)延測(cè)量值往往存在以下幾種情況的誤差：大量級(jí)誤差、小量級(jí)誤差和無效時(shí)延，這會(huì)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(zhǔn)則，實(shí)現(xiàn)被估計(jì)量的最

2、優(yōu)估計(jì)。它能夠?qū)Υ嬖谡`差的時(shí)延數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理，剔除大量級(jí)誤差，預(yù)測(cè)無效時(shí)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(diǎn)，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(jì)與實(shí)現(xiàn)。
　　本文針對(duì)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(cè)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(shí)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(shí)延信息解算目標(biāo)位置，利用解算的

3、目標(biāo)位置反解時(shí)延，來修正誤差大的量測(cè)時(shí)延值，將時(shí)延和位置信息進(jìn)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(tái)開發(fā)，采用多線程編程技術(shù)和模塊化軟件設(shè)計(jì)思想進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。軟件主要功能有：提供友好的人機(jī)交互界面；實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)運(yùn)行，協(xié)調(diào)整個(gè)定位系統(tǒng)的工作；通過串行接口，實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)與命令的通信；實(shí)現(xiàn)基于反饋式卡爾曼濾波的長基線定位算法；實(shí)現(xiàn)信息顯示、數(shù)據(jù)