慣性-數(shù)據(jù)庫(kù)匹配導(dǎo)航技術(shù)研究與系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)因其具有無(wú)源性與自主性,一直是水下航行器的核心導(dǎo)航裝置。由于慣性敏感元件的固有原因,慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的定位誤差隨時(shí)間累積發(fā)散,長(zhǎng)期精度難于保證。作為一種非傳統(tǒng)的導(dǎo)航定位技術(shù),重力、地磁、重力梯度、地形等基于地球物理信息的匹配導(dǎo)航方式,因其具備自主、隱蔽、匹配特征高效的優(yōu)點(diǎn),越來(lái)越受到人們的重視。基于地球物理信息的匹配導(dǎo)航方式,不僅具備彌補(bǔ)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)定位誤差的能力,而且可全天候應(yīng)用,無(wú)需載體接近水面,不必向載體外部發(fā)射信號(hào),達(dá)到

2、水下載體長(zhǎng)期、隱蔽、高精度導(dǎo)航的目的。
　　本文針對(duì)地球物理信息匹配導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用需求,設(shè)計(jì)了以慣性導(dǎo)航系統(tǒng)為核心,基于地球物理導(dǎo)航的慣性/數(shù)據(jù)庫(kù)匹配導(dǎo)航系統(tǒng)。在分析地球物理信息匹配導(dǎo)航的工作原理及系統(tǒng)組成的基礎(chǔ)上,對(duì)系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　系統(tǒng)以ADLINKPXIS-2506型工控機(jī)作為組合計(jì)算機(jī),通過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置獲取慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和重力儀等傳感器信息。數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置主要由控制器及其外圍電路、存儲(chǔ)器電路、串并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)

3、換電路以及CPCI總線驅(qū)動(dòng)電路等四個(gè)電路模塊組成。根據(jù)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和重力儀等傳感器數(shù)據(jù)的輸出格式,設(shè)計(jì)了該裝置對(duì)傳感器數(shù)據(jù)的預(yù)處理程序。結(jié)合CPCI設(shè)備的工作流程,實(shí)現(xiàn)了該裝置的驅(qū)動(dòng)程序。
　　匹配導(dǎo)航系統(tǒng)程序基于QNX嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā),實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)預(yù)處理裝置傳遞的傳感器數(shù)據(jù)的處理以及利用人工物理優(yōu)化的粒子濾波算法進(jìn)行位置解算等功能;使用PhAB開發(fā)人機(jī)界面,用于實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航參數(shù)設(shè)置、導(dǎo)航實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示和航跡顯示等功能。利用QN