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水下组合导航定位系统及其Kalman数据融合技术应用研究
| 论文题名： | 水下组合导航定位系统及其Kalman数据融合技术应用研究 |
| 关键词： | 水下组合导航系统;间接卡尔曼滤波;数据融合技术;仿真分析 |
| 摘要： | 随着海洋工程对水下作业要求越来越严格，导致对水下潜器导航定位的精度要求也越来越高;其精度不仅体现在获取信息的有效性，也是工程作业安全及顺利返回的有力保障。基于电磁波的导航方法在水环境中难以实现，而船位推算、惯性导航误差随时间累积;发展至今，声学导航成为水下导航的主要方式，但其精度一般在几米到几十米的量级;为解决以上问题，发展水下组合导航定位技术，融合声学导航定位系统、船位推算系统和惯性导航系统等信息有利于取长补短，提高水下导航系统的精度、可靠性，这是时下水下导航定位的一大发展趋势。 论文首先设计了超短基线/船位推算组合导航系统，采用间接卡尔曼滤波的方法，将船位推算系统获得的位置信息与超短基线输出的位置信息的差值作为量测值，获得组合导航系统状态的最优估计值，从而对超短基线的误差进行修正，建立数学模型，进行仿真分析。 其次，借鉴超短基线/船位推算组合导航系统，设计了以捷联惯性导航系统为主系统，多普勒测速仪（速度信息）、超短基线（位置信息）作为辅助的子系统，组成水下组合导航系统。由于系统易受外部因素的干扰，导致系统噪声和观测噪声统计特征不明确，系统为非线性，为此，采用联邦卡尔曼数据融合技术建立组合导航数学模型，进行仿真，验证其可行性，并进行精度分析。 最后，针对超短基线/船位推算组合导航系统进行海洋试验，并做了实例分析。对导航定位结果进行固定区间平滑后处理，进行事后和实时的对比分析，有效的提高了水下潜器的导航定位精度，固定区间平滑后处理有效的解决了航迹锯齿状问题。 |
| 作者： | 赖修尉 |
| 专业： | 测绘工程 |
| 导师： | 阳凡林;杨鲲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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