慣性-重力匹配組合導航算法研究與實現.pdf

1、慣性導航系統(tǒng)具有無源性、隱蔽性和全天候等現代導航系統(tǒng)所急需的特點，已成為水下航行器的基礎導航方式。為克服慣性導航系統(tǒng)誤差隨時間累積的固有缺陷，以慣性導航系統(tǒng)為主、并輔之以其它導航系統(tǒng)的組合導航系統(tǒng)已經成為目前導航系統(tǒng)的發(fā)展方向。慣性/重力匹配組合導航是一種利用高分辨率的重力數據庫所提供的重力場數據對慣性導航系統(tǒng)進行校正，從而獲取載體位置信息的導航技術。
　　本文針對慣性/重力匹配組合導航系統(tǒng)在實際工程應用中的定位精度需求，設計了基

2、于嵌入式實時操作系統(tǒng)的匹配組合導航系統(tǒng)。在綜合分析系統(tǒng)組成及其功能的基礎上，進行了系統(tǒng)程序設計。
　　匹配算法是慣性/重力匹配組合導航的核心組成部分，為了克服將常規(guī)粒子濾波應用于非線性、非高斯系統(tǒng)時的粒子退化和樣本貧化問題，將差分進化算法引入粒子濾波的重采樣過程中，通過個體差異進行全局搜索實現粒子分布的優(yōu)化，提高濾波精度，從而實現提高匹配定位精度。同時，采用某慣性導航系統(tǒng)的海上試驗數據，對比分析不同算法在相同情況下的導航誤差；并分

3、析了不同性能重力儀和重力基準圖分辨率對差分進化粒子濾波算法性能的影響。
　　系統(tǒng)使用嵌入式實時操作系統(tǒng)QNX進行程序設計開發(fā)，實現了對數據采集處理電路采集到的傳感器數據進行處理并且利用差分進化粒子濾波算法對系統(tǒng)當前位置進行匹配解算等功能；通過PhAB進行人機界面開發(fā)，實現了導航信息實時更新、顯示實時航跡及完成對導航參數進行設置等功能；同時，完成了對PCI進行設備驅動的設計與實現。
　　以差分進化粒子濾波算法為例，采用某慣性導