基于SINS-GPS-DVL的AUV組合導(dǎo)航系統(tǒng)算法研究.pdf

1、組合導(dǎo)航技術(shù)是自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle，簡稱AUV)發(fā)展的關(guān)鍵。捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(Strapdown Inertial Navigation System，簡稱SINS)具有完全自主導(dǎo)航能力，但是SINS系統(tǒng)誤差隨時間而積累，很難滿足精確導(dǎo)航和定位要求，為了提高SINS的導(dǎo)航精度和可靠性，本文以基于SINS/GPS/DVL的AUV組合導(dǎo)航系統(tǒng)為研究對象，針對AUV組合導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航解算基

2、本原理、水下潛航階段濾波算法、水面位置修正階段濾波算法和組合導(dǎo)航系統(tǒng)試驗驗證等關(guān)鍵技術(shù)進行了研究。
　　論文主要研究工作包括:
　　1、介紹了AUV組合導(dǎo)航系統(tǒng)常用坐標系并推導(dǎo)其變換關(guān)系;建立慣性器件誤差模型;分析并推導(dǎo)了AUV組合導(dǎo)航系統(tǒng)姿態(tài)誤差、速度誤差及位置誤差方程。
　　2、研究了AUV水下潛航階段濾波算法。分析了SINS/DVL系統(tǒng)濾波模型;研究了基于最小方差估計的線性卡爾曼濾波算法;在卡爾曼濾波算法基礎(chǔ)上分

3、析并引出了強跟蹤濾波算法及其改進方法;數(shù)學(xué)仿真結(jié)果表明，強跟蹤濾波器能夠有效克服卡爾曼濾波器對系統(tǒng)模型強依賴性與魯棒性較差的缺陷，提高導(dǎo)航精度及系統(tǒng)穩(wěn)定性。
　　3、研究了AUV水面位置修正階段濾波算法。介紹了GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)及定位原理，分析了SINS/GPS系統(tǒng)濾波模型;研究了基于Krein空間的H∞濾波算法;在基于H2準則的Kalman濾波算法與基于H∞范數(shù)的H∞濾波算法比較的基礎(chǔ)上分析并引出了H2/H∞濾波算法;仿真