艦船綜合導(dǎo)航信息管理系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、現(xiàn)代艦船載體上通常裝有多套導(dǎo)航傳感器,這些導(dǎo)航傳感器各有其特點(diǎn),沒(méi)有一種導(dǎo)航傳感器能獨(dú)立滿足高科技作戰(zhàn)和遠(yuǎn)洋航海,這對(duì)導(dǎo)航信息的管理工作提出了新的要求。如何使多傳感器的組合導(dǎo)航系統(tǒng)既具有較高的導(dǎo)航精度和性能,又具有容錯(cuò)能力和實(shí)時(shí)性是現(xiàn)今導(dǎo)航技術(shù)研究的重點(diǎn)之一。
　　 艦船綜合導(dǎo)航信息管理系統(tǒng)是艦船綜合導(dǎo)航系統(tǒng)的核心部分,對(duì)導(dǎo)航信息進(jìn)行集中顯示、集中控制和綜合處理,實(shí)現(xiàn)最大限度地發(fā)揮每一個(gè)導(dǎo)航信息的作用,實(shí)時(shí)向使用部門提供全面的、

2、最佳的導(dǎo)航信息。為了提高艦船導(dǎo)航的精確度、實(shí)時(shí)性和可靠性。把多套導(dǎo)航設(shè)備有機(jī)地統(tǒng)一組合使用,利用不同導(dǎo)航設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)來(lái)彌補(bǔ)各自的缺點(diǎn),需要針對(duì)多導(dǎo)航傳感器系統(tǒng)選擇具有容錯(cuò)性、自適應(yīng)性和并行處理能力的信息融合算法;需要設(shè)計(jì)一個(gè)具有實(shí)時(shí)性、占空間小并操作方便的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù),可存儲(chǔ)大量冗余數(shù)據(jù),提高系統(tǒng)的可靠性;具有實(shí)時(shí)友好的人機(jī)交互界面,能夠?qū)崟r(shí)顯示各傳感器的導(dǎo)航信息、信息融合結(jié)果和航行狀態(tài)。
　　 根據(jù)系統(tǒng)工程實(shí)際需求,本文首先以S

3、INS、GPS、勞蘭C組成的組合導(dǎo)航系統(tǒng)為研究對(duì)象,提出了基于實(shí)時(shí)信息融合原理的自適應(yīng)聯(lián)邦濾波器的結(jié)構(gòu)和算法及在組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用,用Matlab進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果表明,與傳統(tǒng)的集中卡爾曼濾波器相比,在局部傳感器出現(xiàn)故障的情況下,主濾波器具有更好的容錯(cuò)性和更高的濾波精度,提高導(dǎo)航系統(tǒng)適應(yīng)真實(shí)環(huán)境能力;針對(duì)事后信息融合處理,提出了在卡爾曼濾波的基礎(chǔ)上進(jìn)行最優(yōu)固定區(qū)間平滑濾波算法,同時(shí)利用此融合結(jié)果提出導(dǎo)航傳感器性能評(píng)估算法,Matlab

4、仿真結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)固定區(qū)間平滑濾波后整體曲線的平穩(wěn)性大大改善,綜合精度要優(yōu)于傳統(tǒng)卡爾曼濾波方法,是一種有效、可行的事后融合算法;以事后融合結(jié)果為基準(zhǔn),驗(yàn)證了多傳感器性能評(píng)估系統(tǒng)算法的正確性和有效性,體現(xiàn)了較高的工程實(shí)用價(jià)值。
　　 本文選用SAMSUNG公司的S3C2440作為系統(tǒng)的主控制器,基于ARM-Linux操作系統(tǒng)平臺(tái),對(duì)艦船綜合導(dǎo)航信息管理設(shè)備進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)了基于CAN總線通訊方式的數(shù)據(jù)采集、多傳感器的信息融