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水下航行器组合导航系统关键技术的研究
| 论文题名： | 水下航行器组合导航系统关键技术的研究 |
| 关键词： | 水下航行器;组合导航系统;误差模型;航位推算算法;导航精度;滤波器 |
| 摘要： | 本文根据自主水下航行器的工作特点与导航需求，设计了以捷联式惯性导航系统(Strap-down Inertial Navigation System，SINS)为主，多普勒测速仪(Doppler Velocity Logger，DVL)，电子磁罗盘(Magnetic Compass，MCP)和深度计（Depth Meter，DM）为辅的水下组合导航系统。论文就水下组合导航系统的关键技术展开研究，主要的工作有: 1.详细介绍了、分析了捷联式惯性导航系统，多普勒测速仪，电子磁罗盘、深度计的工作原理和误差机理，并建立了各传感器误差模型。 2.研究了航位推算(Dead Reckoning，DR)算法的原理，设计并仿真验证了一种利用DR算法实现SINS与DVL之间安装误差标定的方法。 3.设计了一种DVL安装误差与刻度系数误差的补偿方法。该方法以DVL仪器坐标系速度和SINS载体坐标系速度之差为量测，通过设计合理的机动方式来提高SINS/DVL系统的可观测性，并利用卡尔曼滤波器估计出DVL误差参数，最后根据估计值进行了补偿。仿真验证了该方法能有效估计出DVL安装误差和刻度系数误差，降低了DVL测速误差，从而提高了SINS/DVL组合系统的导航精度。 4.研究了联邦滤波器的原理和结构，鉴于系统容错性和实时性考虑，设计了水下组合导航系统滤波器和相应的滤波算法，建立了各子滤波器的数学模型，并仿真验证了滤波算法的可行性。 |
| 作者： | 刘志鹏 |
| 专业： | 仪器科学与技术 |
| 导师： | 刘锡祥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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