艦船綜合導(dǎo)航信息管理系統(tǒng)研究與設(shè)計.pdf

1、現(xiàn)代艦船載體上通常裝有多套導(dǎo)航傳感器,這些導(dǎo)航傳感器各有其特點,沒有一種導(dǎo)航傳感器能獨立滿足高科技作戰(zhàn)和遠洋航海,這對導(dǎo)航信息的管理工作提出了新的要求。如何使多傳感器的組合導(dǎo)航系統(tǒng)既具有較高的導(dǎo)航精度和性能,又具有容錯能力和實時性是現(xiàn)今導(dǎo)航技術(shù)研究的重點之一。
　　 艦船綜合導(dǎo)航信息管理系統(tǒng)是艦船綜合導(dǎo)航系統(tǒng)的核心部分,對導(dǎo)航信息進行集中顯示、集中控制和綜合處理,實現(xiàn)最大限度地發(fā)揮每一個導(dǎo)航信息的作用,實時向使用部門提供全面的、

2、最佳的導(dǎo)航信息。為了提高艦船導(dǎo)航的精確度、實時性和可靠性。把多套導(dǎo)航設(shè)備有機地統(tǒng)一組合使用,利用不同導(dǎo)航設(shè)備的優(yōu)點來彌補各自的缺點,需要針對多導(dǎo)航傳感器系統(tǒng)選擇具有容錯性、自適應(yīng)性和并行處理能力的信息融合算法;需要設(shè)計一個具有實時性、占空間小并操作方便的嵌入式數(shù)據(jù)庫,可存儲大量冗余數(shù)據(jù),提高系統(tǒng)的可靠性;具有實時友好的人機交互界面,能夠?qū)崟r顯示各傳感器的導(dǎo)航信息、信息融合結(jié)果和航行狀態(tài)。
　　 根據(jù)系統(tǒng)工程實際需求,本文首先以S

3、INS、GPS、勞蘭C組成的組合導(dǎo)航系統(tǒng)為研究對象,提出了基于實時信息融合原理的自適應(yīng)聯(lián)邦濾波器的結(jié)構(gòu)和算法及在組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用,用Matlab進行仿真,仿真結(jié)果表明,與傳統(tǒng)的集中卡爾曼濾波器相比,在局部傳感器出現(xiàn)故障的情況下,主濾波器具有更好的容錯性和更高的濾波精度,提高導(dǎo)航系統(tǒng)適應(yīng)真實環(huán)境能力;針對事后信息融合處理,提出了在卡爾曼濾波的基礎(chǔ)上進行最優(yōu)固定區(qū)間平滑濾波算法,同時利用此融合結(jié)果提出導(dǎo)航傳感器性能評估算法,Matlab

4、仿真結(jié)果表明,經(jīng)過固定區(qū)間平滑濾波后整體曲線的平穩(wěn)性大大改善,綜合精度要優(yōu)于傳統(tǒng)卡爾曼濾波方法,是一種有效、可行的事后融合算法;以事后融合結(jié)果為基準,驗證了多傳感器性能評估系統(tǒng)算法的正確性和有效性,體現(xiàn)了較高的工程實用價值。
　　 本文選用SAMSUNG公司的S3C2440作為系統(tǒng)的主控制器,基于ARM-Linux操作系統(tǒng)平臺,對艦船綜合導(dǎo)航信息管理設(shè)備進行了軟件設(shè)計實現(xiàn)。實現(xiàn)了基于CAN總線通訊方式的數(shù)據(jù)采集、多傳感器的信息融