AUV組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計與信息融合技術(shù)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(dǎo)航系統(tǒng)的總體方案設(shè)計和信息融合技術(shù)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(lǐng)域?qū)l(fā)揮著非常重要的作用,而導(dǎo)航問題是AUV發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)和瓶頸之一。因此,對AUV初始對準和導(dǎo)航定位問題開展研究具有重要的現(xiàn)實意義。隨著AUV對導(dǎo)航定位精度要求的提高,加之水下環(huán)境復(fù)雜,單一的導(dǎo)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(dǎo)航精度要求更是難

2、以保證。近年來,慣性器件技術(shù)不斷發(fā)展,一些原本受條件限制的經(jīng)典技術(shù)手段如羅經(jīng)法對準有了新的應(yīng)用潛力和研究價值。主要工作如下： l、AUV組合導(dǎo)航系統(tǒng)的總體方案設(shè)計.總結(jié)了國內(nèi)外AUV導(dǎo)航技術(shù)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(dǎo)航系統(tǒng)的總體方案設(shè)計,采用SINS/DVL/MCP/TAN(捷聯(lián)慣導(dǎo)/多普勒/磁羅經(jīng)/地形匹配)組合導(dǎo)航、初始對準通過羅經(jīng)法和傳遞對準來實現(xiàn)、信息融合技術(shù)采用強跟蹤自適應(yīng)Kalman濾波算法

3、,最后進行AUV組合導(dǎo)航系統(tǒng)信息匹配的可觀測度研究。仿真結(jié)果表明,該組合導(dǎo)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(jīng)法初始對準的應(yīng)用研究。初始對準是AUV導(dǎo)航系統(tǒng)的重要部分,針對AUV自對準的要求,分析了羅經(jīng)法對準的基本原理,設(shè)計了基于SIMULINK的羅經(jīng)回路參數(shù)分析系統(tǒng),并進行基于VC++6.0的羅經(jīng)法對準的軟件設(shè)計及仿真分析。仿真結(jié)果表明,AUV捷聯(lián)式羅經(jīng)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(yīng)用研究。分析了捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)傳遞對準的基本原理和桿臂效應(yīng),設(shè)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(jié)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(dǎo)航的強跟蹤自適應(yīng)Kalman濾波算法的研究。