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《基于先驗(yàn)地形數(shù)據(jù)處理的水下潛器地形輔助導(dǎo)航方法研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、哈爾濱T程大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要水下潛器主要使用INS來進(jìn)行導(dǎo)航，INS不可避免的存在累積性誤差，大多數(shù)潛器在航行一段時(shí)間后不得不浮到水面接收GPS信號(hào)來修正INS誤差，從工作效率、可靠性和隱蔽性的角度看這種修正方法存在較大缺陷。利用水下地形高度信息為慣導(dǎo)系統(tǒng)提供修正是一種很好的方式，它使用測(cè)深聲納測(cè)量距海底距離，加上潛器慣導(dǎo)系統(tǒng)給出的潛深得出實(shí)測(cè)水深，把實(shí)測(cè)水深與先驗(yàn)地形圖進(jìn)行匹配得出狀態(tài)的最佳估計(jì)值，用以修正慣導(dǎo)誤差。本文對(duì)比了水下潛器地形輔助導(dǎo)航與飛行器地形輔助導(dǎo)航的不同，相對(duì)于陸上地形導(dǎo)航，水下地形導(dǎo)航在匹配算法具有自己的特殊性，這是本文的研究重點(diǎn)。本文使用求解偏微分方程
2、的插值技術(shù)來估算任意點(diǎn)高程值，避免了地形線性化處理存在擬合區(qū)域大小隨意、誤差大的弊端。針對(duì)傳統(tǒng)自然單元插值算法存在計(jì)算冗余、不利于實(shí)時(shí)處理的問題，提出快速自然鄰點(diǎn)插值法(階JNI)，在尋找自然鄰點(diǎn)和計(jì)算形函數(shù)兩方面對(duì)原算法作出改進(jìn)，試驗(yàn)表明插值結(jié)果穩(wěn)定、精確度高，時(shí)間復(fù)雜度降低，能滿足實(shí)時(shí)計(jì)算的要求。選擇多波束聲納作為測(cè)量傳感器，與傳統(tǒng)的測(cè)量傳感器單波束聲納相比它具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。地形匹配是狀態(tài)方程和觀測(cè)方程都是非線性的狀態(tài)估計(jì)問題，采用概率準(zhǔn)則的非線性狀態(tài)估計(jì)方法處理地形匹配問題在理論上具有優(yōu)勢(shì)。基于長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)濾波的地形匹配方法不適合水下環(huán)境和潛器的特點(diǎn)，選擇基于概率準(zhǔn)則的
3、極大似然估計(jì)方法作為水下潛器地形定位的方法，通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)和仿真試驗(yàn)證明了它的合理性。關(guān)鍵詞：水下地形輔助導(dǎo)航；地形數(shù)據(jù)處理；自然鄰點(diǎn)插值；多波束聲納；極大似然估計(jì)哈爾濱工程大學(xué)碩十學(xué)位論文ABSTRACTMostunderwatervehiclesnavigationsystemsarebasedonaccuratelOWdriftinertialsystem(INs)designedtosustainsubmergedoperationforlongperiodoftime．RegardlessofvelocityaidingsensorandINSquality,thepo
4、sitionaccuracydecreasenecessitatingpositionupdates．WhenGPSsurfacefixesarenotallowedduetoefficiencyandcover缸1ess，terrainaidednavigation(TAN)isawellsuitedmethodforsubmergedpositionupdates．Inthismethod,distancetoseabottomgetbybathymetricsonarisaddedwiththedepthfromthesealevelgivenbypressurescns
5、ortogetthewaterdepth，whichismatchedwithpriorterrainmaptoestimatepositionofthevehicle，tocorrectINSpositionalerror．TerrainElevationMatching(TEVDstrategyisoneofthekeytechniquesinTAN，anduptonow,manyTEMhavebeendevelopedforaircraftonland,wellthereisra．respecialTEMforunderwatervehicles．ComparedtoTA
6、Nforaircrafts，therearesomeparticularitiesofTANforunderwatervehicle，therefore，studyingprobableTEMalgorithmwithhighapplicabilityforunderwatervehicleshasbecomeanimportantresearchtopic，whichisconcernedinthispaper．Traditionalterrainlinearizationmethodscauseabvious1inearizationerror,inthispaperint
7、erpolationtechnique，asolutionforsovlingpartialdifferentialequations口DEs)，isusedtotakeplacelinearizationmethod．Natureneighborinterpolation(NNDhasgoodcapabilityhoweverthecomputationtimeislong,s0fastnatureneighborInterpolation(n咐Disproposed．Intwoaspec
