桑迪亞慣性地形輔助導(dǎo)航算法及應(yīng)用研究.pdf

1、慣性導(dǎo)航誤差隨時間累計而增大，又由于水下環(huán)境的非結(jié)構(gòu)性、復(fù)雜性和不穩(wěn)定性等特點，使得水下導(dǎo)航比較困難。為了適應(yīng)現(xiàn)代水下航行器導(dǎo)航系統(tǒng)在精度、可靠性和智能化方面越來越高的要求，本文主要研究了地形輔助導(dǎo)航中最經(jīng)典算法之一桑迪亞慣性地形輔助導(dǎo)航(SITAN)系統(tǒng)及其改進算法，將這些方法分別應(yīng)用到水下航行器上，仿真結(jié)果表明改進后的算法不僅精度高而且可以有效的抑制發(fā)散，從而提高了系統(tǒng)導(dǎo)航精度和可靠性。 針對上述研究的目的，本文主要研究成果

2、與創(chuàng)新點有以下幾個方面： (1)簡要地介紹了國內(nèi)外地形輔助導(dǎo)航的發(fā)展概況，闡述了地形輔助導(dǎo)航當前研究的重點方法之一桑迪亞慣性地形輔助導(dǎo)航(SITAN)系統(tǒng)。 (2)通過MATLAB軟件中peaks函數(shù)和二維隨機過程構(gòu)建了仿真用的人工模擬地形，并對其性能指標、地形隨機線性化技術(shù)和地形存儲技術(shù)進行了分析和研究。 (3)深入地研究了捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的工作原理、基本算法和誤差傳播特性，并以中等精度的慣性器件構(gòu)成捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)作

3、為仿真對象，進行了數(shù)字仿真，仿真結(jié)果表明慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差隨時間累計而增大，此系統(tǒng)的導(dǎo)航精度遠不能滿足水下航行器的定位要求。 (4)提出了以擴展卡爾曼濾波(EKF)為基礎(chǔ)的桑迪亞慣性地形輔助導(dǎo)航(SITAN)算法，將此算法應(yīng)用到水下航行器中進行數(shù)字仿真，結(jié)果表明此算法精度比較高，但由于系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型簡化、噪聲的測量模型的不準確及在濾波遞推過程中引起的誤差累積導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)散。 (5)分析了自適應(yīng)濾波的原理，提出了三種基于自適應(yīng)