基于SINS/LBL緊組合的AUV組合導航技術(shù)研究
發(fā)布時間：2020-12-24 03:31
高精度導航是水下航行器面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)之一,隨著水下導航技術(shù)向著多技術(shù)、多信息融合方面發(fā)展,研究SINS與水聲定位技術(shù)的組合導航具有重要意義。本文針對現(xiàn)有SINS/LBL組合導航技術(shù)存在的不足,研究了一種基于SINS/LBL緊組合的AUV水下組合導航系統(tǒng),整個導航系統(tǒng)由安裝在載體上的SINS、聲源、DVL、MCP以及LBL水聲定位基陣組成,以期達到AUV水下高精度、高可靠性和穩(wěn)定性導航的目的。論文主要研究內(nèi)容包括：第一,根據(jù)水下組合導航系統(tǒng)的設(shè)計需求,設(shè)計了以SINS為主,LBL、DVL以及MCP為輔的水下組合導航系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)方案。第二,針對LBL聲學信號在水下傳播多路徑條件下造成互相關(guān)峰模糊的問題,結(jié)合水下組合導航系統(tǒng)的特點,提出了由SINS輔助LBL尋找TDOA定位算法中最優(yōu)信號到達時間差的方法。利用BELLHOP軟件構(gòu)建水下聲學傳播模型,對SINS輔助尋找理想時間差算法進行了仿真驗證,仿真結(jié)果表明,該算法解決了多路徑效應對最優(yōu)時間差估計干擾的問題,使最終的時間差計算值精度大大提高。第三,提出了一種SINS/LBL緊組合算法,該算法利用斜距差作為觀測量進行濾波,能有效地定期補償A...
【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：74 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１－４ＨＰＲ４０８Ｓ長基線水聲定位系統(tǒng)??Ｈ?ｉ?ＰＡ?Ｐ產(chǎn)品Ｐ２?］是該公司推出的另一系列水聲定位系統(tǒng)，該系列產(chǎn)品由最初的水聲定??
該公司涉及的水聲定位產(chǎn)品十分豐富，包括長、短、超短Ｗ及多種類型組臺的定位??系統(tǒng)。該公司許多產(chǎn)品相繼投入使用，其中，長基線系統(tǒng)具有代表性的是Ｈ民Ｐ系列產(chǎn)??品和Ｈ１ＰＡＰ系列產(chǎn)品。如圖１－４所示為ＨＰＲ４０化工作示意圖。該產(chǎn)品采用了波柬形成??技術(shù)，增強了指向性，同時有效抑制了載體噪聲ＰＷ。系統(tǒng)具有５６個不通的應答器通道，??在幾百米范圍內(nèi)，可達分米量級的定位精度，并且系統(tǒng)的位置信息更新頻率一般在２ｓ左??右。該產(chǎn)品因其定位精度高．數(shù)據(jù)更新率高，可靠性高等優(yōu)點，廣泛應用于水下設(shè)備的??導航定位ＰＩ１。??繼?ｒ‘蜀?＊??圖１－４ＨＰＲ４０８Ｓ長基線水聲定位系統(tǒng)??Ｈ?ｉ?ＰＡ?Ｐ產(chǎn)品Ｐ２?］是該公司推出的另一系列水聲定位系統(tǒng)，該系列產(chǎn)品由最初的水聲定??位技術(shù)逐步融臺了多種定位技術(shù)，新近推出的ＨＩＰＡＰ?１００兼容了長基線和超短基線的定??位功能，ＨＩＰＡＰ?１００的球形換能器（如圖１－５所示）由３１個聲學單兀組成，覆蓋范圍達??到王６０？，工作頻率在ｌＯｋ－１５．化Ｈｚ范圍內(nèi)，作用水深可達ｌＯＯＯＯｎｉ，測距精度優(yōu)于斜距??的０．２％
系統(tǒng)尋找多路徑傳播條件下的最優(yōu)時間差，從而提高系統(tǒng)定位精度。??２．５．１?ＳＩＮＳ輔助尋找最優(yōu)相關(guān)峰??圖２－?３所示為ＳＩＮＳ輔助尋找最優(yōu)相關(guān)峰流程圖，具體實現(xiàn)原理如下：??１５??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]我國自主水下機器人技術(shù)進入國際先進行列[J]. 傳感器世界. 2015(09)
[2]水聲導航、定位技術(shù)發(fā)展趨勢探討[J]. 孫大軍,鄭翠娥. 海洋技術(shù)學報. 2015(03)
[3]HiPAP100水下定位系統(tǒng)及應用[J]. 肖昌榮,蔣青吉,李鵬. 電子世界. 2014(12)
[4]基于BELLHOP的水聲信道時變模型[J]. 段樂崢. 電子世界. 2014(09)
[5]多普勒計程儀工作原理和測速精度的初探[J]. 張弘. 黑龍江科技信息. 2014(12)
[6]長基線聲學定位系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及其應用[J]. 寧津生,吳永亭,孫大軍. 海洋測繪. 2014(01)
[7]水聲被動定位中的互相關(guān)峰模糊現(xiàn)象及解模糊算法研究[J]. 安良,陳勵軍,方世良. 電子與信息學報. 2013(12)
[8]基于慣導及水下聲學輔助系統(tǒng)的AUV容錯導航技術(shù)[J]. 張濤,徐曉蘇,李瑤,宮淑萍. 中國慣性技術(shù)學報. 2013(04)
[9]水聲信道的建模與仿真[J]. 李志強,朱芳來. 電腦知識與技術(shù). 2013(01)
[10]大力發(fā)展海工裝備 迎接全球海洋開發(fā)[J]. 黎曉霞. 廣東造船. 2012(02)
博士論文
[1]深水長基線定位導航技術(shù)研究[D]. 張居成.哈爾濱工程大學 2014
[2]水下潛器組合導航定位及數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究[D]. 張愛軍.南京理工大學 2009
[3]深海水聲應答器定位導航技術(shù)研究[D]. 蘭華林.哈爾濱工程大學 2008
[4]長基線定位信號處理若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 付進.哈爾濱工程大學 2007
[5]淺海水聲定位技術(shù)及應用研究[D]. 孫萬卿.中國海洋大學 2007
碩士論文
[1]水下目標被動定位系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 焦小濤.西安工業(yè)大學 2013
[2]基于長基線定位系統(tǒng)的水聲定位技術(shù)研究[D]. 張建喜.東華理工大學 2012
[3]長基線水下定位導航系統(tǒng)顯控軟件的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 那麗麗.哈爾濱工程大學 2012
[4]捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)中UKF濾波技術(shù)的應用研究[D]. 陸海勇.南京航空航天大學 2009
[5]長基線水下導航定位技術(shù)研究[D]. 劉俊.哈爾濱工程大學 2007
[6]水下聲信道的仿真與應用研究[D]. 吳開明.哈爾濱工程大學 2005
本文編號：2934896
【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：74 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１－４ＨＰＲ４０８Ｓ長基線水聲定位系統(tǒng)??Ｈ?ｉ?ＰＡ?Ｐ產(chǎn)品Ｐ２?］是該公司推出的另一系列水聲定位系統(tǒng)，該系列產(chǎn)品由最初的水聲定??
該公司涉及的水聲定位產(chǎn)品十分豐富，包括長、短、超短Ｗ及多種類型組臺的定位??系統(tǒng)。該公司許多產(chǎn)品相繼投入使用，其中，長基線系統(tǒng)具有代表性的是Ｈ民Ｐ系列產(chǎn)??品和Ｈ１ＰＡＰ系列產(chǎn)品。如圖１－４所示為ＨＰＲ４０化工作示意圖。該產(chǎn)品采用了波柬形成??技術(shù)，增強了指向性，同時有效抑制了載體噪聲ＰＷ。系統(tǒng)具有５６個不通的應答器通道，??在幾百米范圍內(nèi)，可達分米量級的定位精度，并且系統(tǒng)的位置信息更新頻率一般在２ｓ左??右。該產(chǎn)品因其定位精度高．數(shù)據(jù)更新率高，可靠性高等優(yōu)點，廣泛應用于水下設(shè)備的??導航定位ＰＩ１。??繼?ｒ‘蜀?＊??圖１－４ＨＰＲ４０８Ｓ長基線水聲定位系統(tǒng)??Ｈ?ｉ?ＰＡ?Ｐ產(chǎn)品Ｐ２?］是該公司推出的另一系列水聲定位系統(tǒng)，該系列產(chǎn)品由最初的水聲定??位技術(shù)逐步融臺了多種定位技術(shù)，新近推出的ＨＩＰＡＰ?１００兼容了長基線和超短基線的定??位功能，ＨＩＰＡＰ?１００的球形換能器（如圖１－５所示）由３１個聲學單兀組成，覆蓋范圍達??到王６０？，工作頻率在ｌＯｋ－１５．化Ｈｚ范圍內(nèi)，作用水深可達ｌＯＯＯＯｎｉ，測距精度優(yōu)于斜距??的０．２％
系統(tǒng)尋找多路徑傳播條件下的最優(yōu)時間差，從而提高系統(tǒng)定位精度。??２．５．１?ＳＩＮＳ輔助尋找最優(yōu)相關(guān)峰??圖２－?３所示為ＳＩＮＳ輔助尋找最優(yōu)相關(guān)峰流程圖，具體實現(xiàn)原理如下：??１５??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]我國自主水下機器人技術(shù)進入國際先進行列[J]. 傳感器世界. 2015(09)
[2]水聲導航、定位技術(shù)發(fā)展趨勢探討[J]. 孫大軍,鄭翠娥. 海洋技術(shù)學報. 2015(03)
[3]HiPAP100水下定位系統(tǒng)及應用[J]. 肖昌榮,蔣青吉,李鵬. 電子世界. 2014(12)
[4]基于BELLHOP的水聲信道時變模型[J]. 段樂崢. 電子世界. 2014(09)
[5]多普勒計程儀工作原理和測速精度的初探[J]. 張弘. 黑龍江科技信息. 2014(12)
[6]長基線聲學定位系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及其應用[J]. 寧津生,吳永亭,孫大軍. 海洋測繪. 2014(01)
[7]水聲被動定位中的互相關(guān)峰模糊現(xiàn)象及解模糊算法研究[J]. 安良,陳勵軍,方世良. 電子與信息學報. 2013(12)
[8]基于慣導及水下聲學輔助系統(tǒng)的AUV容錯導航技術(shù)[J]. 張濤,徐曉蘇,李瑤,宮淑萍. 中國慣性技術(shù)學報. 2013(04)
[9]水聲信道的建模與仿真[J]. 李志強,朱芳來. 電腦知識與技術(shù). 2013(01)
[10]大力發(fā)展海工裝備 迎接全球海洋開發(fā)[J]. 黎曉霞. 廣東造船. 2012(02)
博士論文
[1]深水長基線定位導航技術(shù)研究[D]. 張居成.哈爾濱工程大學 2014
[2]水下潛器組合導航定位及數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究[D]. 張愛軍.南京理工大學 2009
[3]深海水聲應答器定位導航技術(shù)研究[D]. 蘭華林.哈爾濱工程大學 2008
[4]長基線定位信號處理若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 付進.哈爾濱工程大學 2007
[5]淺海水聲定位技術(shù)及應用研究[D]. 孫萬卿.中國海洋大學 2007
碩士論文
[1]水下目標被動定位系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 焦小濤.西安工業(yè)大學 2013
[2]基于長基線定位系統(tǒng)的水聲定位技術(shù)研究[D]. 張建喜.東華理工大學 2012
[3]長基線水下定位導航系統(tǒng)顯控軟件的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 那麗麗.哈爾濱工程大學 2012
[4]捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)中UKF濾波技術(shù)的應用研究[D]. 陸海勇.南京航空航天大學 2009
[5]長基線水下導航定位技術(shù)研究[D]. 劉俊.哈爾濱工程大學 2007
[6]水下聲信道的仿真與應用研究[D]. 吳開明.哈爾濱工程大學 2005
本文編號：2934896
本文鏈接：http://www.wukwdryxk.cn/kejilunwen/chuanbolw/2934896.html
最近更新
教材專著
