AUV組合導航系統(tǒng)設計與信息融合技術研究.pdf

1、本文以實際科研項目為背景,針對AUV(自主水下潛器)組合導航系統(tǒng)的總體方案設計和信息融合技術進行了研究。由于AUV具有體積小、活動范圍廣、隱蔽性好等特點,在民用和軍用領域將發(fā)揮著非常重要的作用,而導航問題是AUV發(fā)展的關鍵技術和瓶頸之一。因此,對AUV初始對準和導航定位問題開展研究具有重要的現(xiàn)實意義。隨著AUV對導航定位精度要求的提高,加之水下環(huán)境復雜,單一的導航方式在AUV中具有很大的局限性,對于AUV長時間遠距離的導航精度要求更是難

2、以保證。近年來,慣性器件技術不斷發(fā)展,一些原本受條件限制的經典技術手段如羅經法對準有了新的應用潛力和研究價值。主要工作如下： l、AUV組合導航系統(tǒng)的總體方案設計.總結了國內外AUV導航技術的發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢,針對項目需求進行了AUV組合導航系統(tǒng)的總體方案設計,采用SINS/DVL/MCP/TAN(捷聯(lián)慣導/多普勒/磁羅經/地形匹配)組合導航、初始對準通過羅經法和傳遞對準來實現(xiàn)、信息融合技術采用強跟蹤自適應Kalman濾波算法

3、,最后進行AUV組合導航系統(tǒng)信息匹配的可觀測度研究。仿真結果表明,該組合導航系統(tǒng)具有較好的Kalman濾波的估計能力。 2、AUV捷聯(lián)式羅經法初始對準的應用研究。初始對準是AUV導航系統(tǒng)的重要部分,針對AUV自對準的要求,分析了羅經法對準的基本原理,設計了基于SIMULINK的羅經回路參數(shù)分析系統(tǒng),并進行基于VC++6.0的羅經法對準的軟件設計及仿真分析。仿真結果表明,AUV捷聯(lián)式羅經法初始對準具有較高的精度、較好的穩(wěn)定性和快速

4、性,能夠滿足AUV在搖擺基座下實現(xiàn)對準的要求。 3、AUV傳遞對準方法的應用研究。分析了捷聯(lián)慣導系統(tǒng)傳遞對準的基本原理和桿臂效應,設計了AUV速度單參數(shù)匹配傳遞對準和速度加航向組合參數(shù)匹配傳遞對準兩種方案并進行仿真及比較分析。仿真結果表明,AUV采用速度加航向組合參數(shù)匹配傳遞對準具有較高的對準精度和較好的快速性,能夠滿足AUV在靜基座和動基座下實現(xiàn)對準的要求。 4、AUV組合導航的強跟蹤自適應Kalman濾波算法的研究。