基于大氣偏振特性輔助定向的導(dǎo)航方法研究

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1、分類號：密級：ＵＤＣ：學(xué)號：４０５８１２８１３０５３南昌大學(xué)碩±研究生學(xué)位論文基于大氣偏振特性輔助定向的導(dǎo)航方法研究ＴｈｅＭｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅＮａｖｉｇａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ馬號培養(yǎng)單位（院、系）；信息工程學(xué)院指導(dǎo)教師姓名、職稱：吏衛(wèi)聲教授指導(dǎo)教師姓名、職稱：熊劍講師’申請學(xué)位的學(xué)科口類：工學(xué)－學(xué)科專業(yè)名稱：測試計量技術(shù)及儀器論文答辯日期；２０１６年５月巧日心＇（答辯委員會主席

2、；■評閱人：２０１６年／月＞曰了一、學(xué)位論文獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的Ｌ處標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加其他人３經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得盧宣主掌或其他教育機一構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我同工作的門志對本研究所做的任何貢獻均己在論義中作ｒ明確的說巧并表示謝忘。口簽字日期：年學(xué)位論文作者簽名（手寫１Ｓ則氣二、學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書，同窓本學(xué)位論文作者完全了解南昌火學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定學(xué)

3、校有權(quán)保留并向部ｎ或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文國家有關(guān)被杳閱和借閱。本人授權(quán)南呂大學(xué)ＷＬ斗將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可臥采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編本學(xué)位論文。問時授權(quán)北京方方數(shù)據(jù)股份有限公司和中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社將本學(xué)位論文收錄到《中菌學(xué)位論文全文數(shù)掘庫》和《中國優(yōu)秀博碩女學(xué)位論。文全文＂數(shù)據(jù)庫》中全文發(fā)表，并通過網(wǎng)絡(luò)向社會公眾提供信息服務(wù)，問息按竄程規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。導(dǎo)師簽名（乎寫學(xué)位論文作者簽名（手寫）：簽字「｜期：抑／年ｊ月占［．?。壓炞秩掌冢?/p>

4、方焊Ｓ月口］、－論義題Ｕ如說編始就方．片Ｓｉｉ斯知細(xì)—碎巧聾論文級別博化碩停加峯Ｉ學(xué)馬／系／所夕１／）新如?；墸蓚?cè)成Ｖｆｆ後．本反次句部Ｅ一ｍａｉｌ備注：—＿１＂－？‘‘＇’’＾保鑑，一＿石￣月后公開）開□保密（向校學(xué)位辦申淸獲批動摘要摘要為提高組合導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航性能，針對現(xiàn)階段大氣偏振導(dǎo)航的不足，本文利用全天域大氣偏振中性點增強導(dǎo)航系統(tǒng)的姿態(tài)測量性能，利用大氣偏振中性點的分布與太陽位置之間的聯(lián)系得到載體的航向角信息，電磁計程儀測量速度和位置信息，設(shè)計了一種基于大氣偏振中性點/電

5、磁計程儀和慣性系統(tǒng)組合的導(dǎo)航方法。在實際測量得到的大氣偏振模式蘊含的一個極其重要并且明顯的特征那就是偏振中性點。研究表明，天空中的偏振光可為大自然中的一些昆蟲提供方向信息，而大氣偏振中性點作為大氣偏振模式的重要分布特征，也可以為我們提供重要的導(dǎo)航信息。因此對大氣偏振中性點的分布特性及運動規(guī)律進行分析，使之用于導(dǎo)航定向?qū)Ψ律鷮?dǎo)航的研究進展具有重要的研究意義。本文以陽光的偏振特性做為本文的理論依據(jù)，總結(jié)了當(dāng)今對整個天空大氣偏振建模的研究經(jīng)驗及國內(nèi)外偏振導(dǎo)航研究現(xiàn)狀，闡述了大氣層中不同粒子對光的偏振的影響，針對粒子對光的散射的實驗結(jié)果闡述了天空偏振

6、光的特性的及偏振中性點的形成機理。重點研究了全天域大氣偏振模式以及大氣偏振中性點的運動規(guī)律和在天空中的分布特性，分析多種大氣偏振中性點的觀測提取方案，即基于中性線相交特性確定中性點位置及基于偏振度分布特性確定中性點位置方法，研究了中性點的運動特征與太陽位置之間的聯(lián)系，提出根據(jù)中性點的分布特性及運動規(guī)律采用“兩點一線”原理確定太陽子午線的位置，結(jié)合所編寫太陽歷可得到當(dāng)前觀測體的朝向與地理正北方向的夾角，即載體的航向角信息。最后根據(jù)組合導(dǎo)航系統(tǒng)特性，提出了基于大氣偏振中性點、電磁計程儀和慣性系統(tǒng)組合的自主導(dǎo)航方法，通過檢測偏振中性點的位置確定航向

7、角信息電磁計程儀測量的航速信息輔助慣性器件進行導(dǎo)航，采用卡爾曼濾波最優(yōu)算法對組合導(dǎo)航系統(tǒng)的各個導(dǎo)航數(shù)據(jù)進行計算和更新處理。并仿真驗證了基于全天域偏振光中性點/電磁計程儀/慣性器件組合導(dǎo)航方法能夠有效抑制慣性導(dǎo)航定位誤差，增強了載體自主導(dǎo)航性能，并且擁有較高的抗干擾能力和隱蔽性。關(guān)鍵字：大氣偏振模式；自主導(dǎo)航；偏振中性點；瑞利散射IAbstractABSTRACTInordertoimprovethenavigationperformanceofintergratednavigationsystemandaimingattheshortcomi

8、ngsofatmosphericpolarizationnavigationatpresent,anautonomousintegratednavigationmo