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原文传递水下航行器的地形匹配算法研究

论文题名：	水下航行器的地形匹配算法研究
关键词：	水下航行器;地形辅助导航系统;数字地图;地形匹配;地形熵;组合导航
摘要：	导航系统作为自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,以下简称AUV)发展的关键技术，目前受到了广泛关注。捷联惯性导航系统(Strapdown Inertial Navigation System，以下简称SINS)可以实现水下航行器自主导航的要求，但是SINS存在积累误差，很难满足其精确导航和定位的要求。为了修正惯性导航系统的误差，提高导航的精度和可靠性，本文主要研究基于地形匹配算法的地形辅助导航系统(Terrain Aided Navigation system，以下简称TAN)。在实现TAN的基础上，提出了SINS/TAN组合导航系统，将其应用到水下航行器上，研究结果表明组合导航系统比单一导航系统具有更高的定位精度。　　研究工作主要包括以下几个方面：　　 (1)简要介绍国内外水下航行器及其导航系统的发展概况，对地形辅助导航在水下航行器上的应用前景作了分析。　　 (2)提出了地形辅助导航系统的基本框架，并对系统的组成部分进行了阐述。　　 (3)描述了地形辅助导航系统上所常用的数字地图的实现方式、性能分析和存储过程，然后构建了不同的仿真数字地图，并对它们的地形拟真度进行了比较。　　 (4)介绍了水下地形匹配算法的原理，并引入了地形熵的概念，深入研究了改进的地形熵/地形差异熵匹配算法，并模拟水下航行器的工作环境进行了仿真实验，仿真结果表明此算法在地形适配区精度较高。　　 (5)分析了Kalman滤波原理，研究SINS/TAN组合导航系统，并将其应用到水下航行器中，仿真结果表明所提出的算法具有较高的估计精度和较快的收敛速度，可以有效地抑制发散，提高导航的精度和可靠性。
作者：	张逸群
专业：	导航、制导与控制
导师：	徐晓苏
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文