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舰船综合导航信息管理系统研究与设计
| 论文题名： | 舰船综合导航信息管理系统研究与设计 |
| 关键词： | 舰船工程;导航系统;信息管理;自适应联邦滤波器 |
| 摘要： | 现代舰船载体上通常装有多套导航传感器,这些导航传感器各有其特点,没有一种导航传感器能独立满足高科技作战和远洋航海,这对导航信息的管理工作提出了新的要求。如何使多传感器的组合导航系统既具有较高的导航精度和性能,又具有容错能力和实时性是现今导航技术研究的重点之一。 舰船综合导航信息管理系统是舰船综合导航系统的核心部分,对导航信息进行集中显示、集中控制和综合处理,实现最大限度地发挥每一个导航信息的作用,实时向使用部门提供全面的、最佳的导航信息。为了提高舰船导航的精确度、实时性和可靠性。把多套导航设备有机地统一组合使用,利用不同导航设备的优点来弥补各自的缺点,需要针对多导航传感器系统选择具有容错性、自适应性和并行处理能力的信息融合算法;需要设计一个具有实时性、占空间小并操作方便的嵌入式数据库,可存储大量冗余数据,提高系统的可靠性;具有实时友好的人机交互界面,能够实时显示各传感器的导航信息、信息融合结果和航行状态。 根据系统工程实际需求,本文首先以SINS、GPS、劳兰C组成的组合导航系统为研究对象,提出了基于实时信息融合原理的自适应联邦滤波器的结构和算法及在组合导航系统中的应用,用Matlab进行仿真,仿真结果表明,与传统的集中卡尔曼滤波器相比,在局部传感器出现故障的情况下,主滤波器具有更好的容错性和更高的滤波精度,提高导航系统适应真实环境能力;针对事后信息融合处理,提出了在卡尔曼滤波的基础上进行最优固定区间平滑滤波算法,同时利用此融合结果提出导航传感器性能评估算法,Matlab仿真结果表明,经过固定区间平滑滤波后整体曲线的平稳性大大改善,综合精度要优于传统卡尔曼滤波方法,是一种有效、可行的事后融合算法;以事后融合结果为基准,验证了多传感器性能评估系统算法的正确性和有效性,体现了较高的工程实用价值。 本文选用SAMSUNG公司的S3C2440作为系统的主控制器,基于ARM-Linux操作系统平台,对舰船综合导航信息管理设备进行了软件设计实现。实现了基于CAN总线通讯方式的数据采集、多传感器的信息融合和人机交互界面。结合综合导航信息管理系统工作原理和工程实际需要构建了嵌入式实时数据库模型,实现了嵌入式数据库在综合导航系统中的应用。最后对系统进行测试,从运行情况来看基本上满足了用户系统的要求,提高了综合导航系统信息管理的综合性能。 |
| 作者： | 牟立萍 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 周卫东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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