綜合艦橋系統(tǒng)信息集成處理技術(shù)研究.pdf

1、本文以綜合艦橋及其組合導(dǎo)航系統(tǒng)為研究對(duì)象,研究了綜合艦橋系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、高精度容錯(cuò)組合導(dǎo)航聯(lián)邦濾波設(shè)計(jì)、基于魯棒濾波的聯(lián)邦濾波設(shè)計(jì)等問(wèn)題。主要的研究?jī)?nèi)容可概述如下:
　　 1.研究了綜合艦橋系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。從系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的角度,分析了綜合艦橋系統(tǒng)的基本功能、組成要素、信息流程、連接方式、層次劃分與設(shè)計(jì)規(guī)范,設(shè)計(jì)了包括運(yùn)作體系結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和技術(shù)體系結(jié)構(gòu)的三維系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。其中運(yùn)作體系結(jié)構(gòu)規(guī)定了系統(tǒng)的任務(wù)與信息流程;

2、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)界定了系統(tǒng)的組成元素和元素之間的連接方式;技術(shù)體系結(jié)構(gòu)規(guī)定了系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。本文提出的綜合艦橋系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),為系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)提供了理論框架。
　　 2.研究了綜合艦橋組合導(dǎo)航系統(tǒng)的多元信息融合技術(shù)。建立了捷聯(lián)慣導(dǎo)(SINS)、GPS、北斗導(dǎo)航系統(tǒng)(BD)、羅蘭C(LC)和多普勒測(cè)速系統(tǒng)(DVS)的誤差模型;設(shè)計(jì)了一種基于局部反饋校正的無(wú)重置聯(lián)邦濾波器,推導(dǎo)了基于該濾波器的信息融合算法;對(duì)綜合艦橋SINS

3、/GPS/BD/LC/DVS組合導(dǎo)航系統(tǒng)基于局部反饋校正的無(wú)重置聯(lián)邦濾波器進(jìn)行了設(shè)計(jì),并分別采用Carlson提出的無(wú)重置聯(lián)邦濾波器和基于局部反饋校正無(wú)重置聯(lián)邦濾波器進(jìn)行了仿真比較分析。
　　 3.研究了基于極大似然準(zhǔn)則自適應(yīng)卡爾曼濾波及其在綜合艦橋多元信息組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用。首先對(duì)利用極大似然估計(jì)準(zhǔn)則提出的一種自適應(yīng)卡爾曼濾波算法進(jìn)行了介紹。該算法是利用極大似然準(zhǔn)則對(duì)系統(tǒng)噪聲方差陣和量測(cè)噪聲方差陣通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)整以反映噪聲特性的

4、變化,使濾波器能更好地適應(yīng)系統(tǒng)噪聲和量測(cè)噪聲的統(tǒng)計(jì)特性的變化。最后設(shè)計(jì)了基于極大似然準(zhǔn)則自適應(yīng)卡爾曼濾波算法的綜合艦橋SINS/GPS/BD/LC/DVS組合導(dǎo)航系統(tǒng)無(wú)重置聯(lián)邦濾波器,并進(jìn)行了仿真分析。
　　 本文研究的創(chuàng)新點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面:
　　 1.提出了三維綜合艦橋系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),包括運(yùn)作體系結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)與技術(shù)體系結(jié)構(gòu),為系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)提供了理論框架:
　　 2.由于Carlson提出的無(wú)重置聯(lián)邦濾波

5、器長(zhǎng)時(shí)間濾波將導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)非線性從而引起濾波發(fā)散,針對(duì)這一問(wèn)題,提出了一種基于局部反饋校正的無(wú)重置聯(lián)邦濾波器,推導(dǎo)了該濾波器的信息融合算法;該聯(lián)邦濾波器與Carlson提出的無(wú)重置聯(lián)邦濾波器相比,兩者具有相同的容錯(cuò)性能而該聯(lián)邦濾波器的濾波精度更高。
　　 3.對(duì)基于極大似然準(zhǔn)則的自適應(yīng)卡爾曼濾波算法進(jìn)行了研究,針對(duì)系統(tǒng)噪聲方差陣和量測(cè)噪聲方差陣不確切知道的情況,設(shè)計(jì)了基于極大似然準(zhǔn)則自適應(yīng)卡爾曼濾波的無(wú)重置聯(lián)邦濾波器并進(jìn)行了仿真