水下潛器突防系統(tǒng)中的地形匹配方法研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭中各種武裝力量的不斷發(fā)展，水下潛器已經(jīng)成為海上作戰(zhàn)的重要威懾力量，同時其突防技術也得到了高度重視。由于慣性導航系統(tǒng)（Inertial Navigation System，INS）有誤差積累的缺陷，導致水下潛器只配備慣性導航系統(tǒng)，無法在突防過程中長時間、遠距離航行。而地形提供的信息可以用來輔助導航，能夠用來修正慣性導航系統(tǒng)的誤差，滿足長時間航行的需求。水下地形輔助導航技術可以在提供潛器精確的位置信息、深度信息的同時，保障水下潛

2、器隱蔽性，具有自主性強、隱蔽性好和可靠性高的特點。
　　匹配算法的研究是水下地形輔助導航技術中的核心問題，本文詳細介紹了基于等值線的最近迭代點（Iterative closest contour Point，ICCP）算法，再針對該算法的在實際突防應用中的局限性提出幾種改進方法。
　　首先，ICCP算法需要大量的時間尋找最近的匹配點，針對耗時長這個問題采用滑動窗口的方法來提高搜索效率。該方法采用滑動窗口法的經(jīng)典思想，通過這種

3、思想使得選取窗口更加簡單，同時起到了降低了算法復雜性的作用；在INS的初始誤差很大時，ICCP算法在匹配過程中容易出現(xiàn)發(fā)散的情況，本文提出將地形熵算法、ICCP算法和卡爾曼濾波組合使用的方法，擴展了ICCP算法的使用條件。
　　其次，在實際突防航行中幾種導航方法組合起來會有局限性，本文提出一種綜合導航方法。具體地說，針對長時間航行以后INS的初始位置誤差很大的情況做判斷，如果INS INSXX，則利用地形熵算法、ICCP算法和卡爾

4、曼濾波組合的方法來提高匹配精度；若INS的初始位置誤差在ICCP匹配精度容許范圍內(nèi)，不使用需要在大范圍內(nèi)搜索的地形熵方法，直接用ICCP算法進行匹配，然后經(jīng)過卡爾曼濾波器進行最優(yōu)估計，以相應的差值作為量測值，進而修正INS的導航誤差。
　　最后，對ICCP算法及其改進方法進行了一系列的仿真分析，得出該組合方法能提高導航精度的結(jié)論。并分別針對測深裝置誤差、初始位置誤差和采樣點個數(shù)對ICCP算法精度的影響進行了仿真分析，得出以下結(jié)論：