“玄武號(hào)”AUV組合導(dǎo)航系統(tǒng)研發(fā).pdf

1、自主水下航行器(AUV:Autonomous Underwater Vehicles)是人類(lèi)探索和開(kāi)發(fā)海洋的重要工具，隨著海洋作業(yè)任務(wù)對(duì)AUV的要求越來(lái)越高，作為AUV重要組成部分的導(dǎo)航系統(tǒng)的精度也在不斷提高。單獨(dú)的捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間的航行過(guò)程中，導(dǎo)航誤差會(huì)不停地積累。通過(guò)引入全球定位系統(tǒng)(GPS)和多普勒計(jì)程儀(DVL)等輔助設(shè)備，能夠有效的提高組合導(dǎo)航系統(tǒng)的精度，從而滿足AUV長(zhǎng)時(shí)間、遠(yuǎn)航程的導(dǎo)航精度要求。
　　本文首先

2、介紹了捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理并搭建了該系統(tǒng)的Simulink仿真平臺(tái)，大大加快了導(dǎo)航系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程。在此基礎(chǔ)上，研究設(shè)計(jì)了AHRS(Attitude and Heading Reference System)/GPS/DVL組合導(dǎo)航系統(tǒng)，以微慣性導(dǎo)航系統(tǒng)為核心，當(dāng)AUV在水面以下的時(shí)候，使用DVL進(jìn)行輔助導(dǎo)航，然后通過(guò)定時(shí)上浮水面引入GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)對(duì)水下導(dǎo)航的積累誤差進(jìn)行校正。研究中分別對(duì)AHRS/GPS和AHRS/DVL組合導(dǎo)航系

3、統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)學(xué)模型的建立，兩者均采用了經(jīng)典的卡爾曼濾波算法，最后通過(guò)MATLAB數(shù)值仿真對(duì)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的性能進(jìn)行了分析比較。
　　為了讓仿真結(jié)果能更好的應(yīng)用于實(shí)踐，本論文同時(shí)在組合導(dǎo)航系統(tǒng)的工程應(yīng)用方面做出了一定的探索。該導(dǎo)航系統(tǒng)是應(yīng)用于課題組研制的“玄武號(hào)”AUV上，包含導(dǎo)航系統(tǒng)的硬件部分和軟件部分。其中硬件部分有導(dǎo)航計(jì)算機(jī)、微慣性航姿參考系統(tǒng)(AHRS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)和深度傳感器。軟件部分是基于μC/OS-Ⅱ嵌入式實(shí)時(shí)