水下潛器突防系統(tǒng)中的地形匹配方法研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中各種武裝力量的不斷發(fā)展，水下潛器已經(jīng)成為海上作戰(zhàn)的重要威懾力量，同時(shí)其突防技術(shù)也得到了高度重視。由于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（Inertial Navigation System，INS）有誤差積累的缺陷，導(dǎo)致水下潛器只配備慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，無(wú)法在突防過(guò)程中長(zhǎng)時(shí)間、遠(yuǎn)距離航行。而地形提供的信息可以用來(lái)輔助導(dǎo)航，能夠用來(lái)修正慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差，滿足長(zhǎng)時(shí)間航行的需求。水下地形輔助導(dǎo)航技術(shù)可以在提供潛器精確的位置信息、深度信息的同時(shí)，保障水下潛

2、器隱蔽性，具有自主性強(qiáng)、隱蔽性好和可靠性高的特點(diǎn)。
　　匹配算法的研究是水下地形輔助導(dǎo)航技術(shù)中的核心問(wèn)題，本文詳細(xì)介紹了基于等值線的最近迭代點(diǎn)（Iterative closest contour Point，ICCP）算法，再針對(duì)該算法的在實(shí)際突防應(yīng)用中的局限性提出幾種改進(jìn)方法。
　　首先，ICCP算法需要大量的時(shí)間尋找最近的匹配點(diǎn)，針對(duì)耗時(shí)長(zhǎng)這個(gè)問(wèn)題采用滑動(dòng)窗口的方法來(lái)提高搜索效率。該方法采用滑動(dòng)窗口法的經(jīng)典思想，通過(guò)這種

3、思想使得選取窗口更加簡(jiǎn)單，同時(shí)起到了降低了算法復(fù)雜性的作用；在INS的初始誤差很大時(shí)，ICCP算法在匹配過(guò)程中容易出現(xiàn)發(fā)散的情況，本文提出將地形熵算法、ICCP算法和卡爾曼濾波組合使用的方法，擴(kuò)展了ICCP算法的使用條件。
　　其次，在實(shí)際突防航行中幾種導(dǎo)航方法組合起來(lái)會(huì)有局限性，本文提出一種綜合導(dǎo)航方法。具體地說(shuō)，針對(duì)長(zhǎng)時(shí)間航行以后INS的初始位置誤差很大的情況做判斷，如果INS INSXX，則利用地形熵算法、ICCP算法和卡爾

4、曼濾波組合的方法來(lái)提高匹配精度；若INS的初始位置誤差在ICCP匹配精度容許范圍內(nèi)，不使用需要在大范圍內(nèi)搜索的地形熵方法，直接用ICCP算法進(jìn)行匹配，然后經(jīng)過(guò)卡爾曼濾波器進(jìn)行最優(yōu)估計(jì)，以相應(yīng)的差值作為量測(cè)值，進(jìn)而修正INS的導(dǎo)航誤差。
　　最后，對(duì)ICCP算法及其改進(jìn)方法進(jìn)行了一系列的仿真分析，得出該組合方法能提高導(dǎo)航精度的結(jié)論。并分別針對(duì)測(cè)深裝置誤差、初始位置誤差和采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)對(duì)ICCP算法精度的影響進(jìn)行了仿真分析，得出以下結(jié)論：