基于SINS/LBL紧组合的AUV组合导航技术研究
发布时间：2020-12-24 03:31
高精度导航是水下航行器面临的主要技术挑战之一,随着水下导航技术向着多技术、多信息融合方面发展,研究SINS与水声定位技术的组合导航具有重要意义。本文针对现有SINS/LBL组合导航技术存在的不足,研究了一种基于SINS/LBL紧组合的AUV水下组合导航系统,整个导航系统由安装在载体上的SINS、声源、DVL、MCP以及LBL水声定位基阵组成,以期达到AUV水下高精度、高可靠性和稳定性导航的目的。论文主要研究内容包括：第一,根据水下组合导航系统的设计需求,设计了以SINS为主,LBL、DVL以及MCP为辅的水下组合导航系统总体结构方案。第二,针对LBL声学信号在水下传播多路径条件下造成互相关峰模糊的问题,结合水下组合导航系统的特点,提出了由SINS辅助LBL寻找TDOA定位算法中最优信号到达时间差的方法。利用BELLHOP软件构建水下声学传播模型,对SINS辅助寻找理想时间差算法进行了仿真验证,仿真结果表明,该算法解决了多路径效应对最优时间差估计干扰的问题,使最终的时间差计算值精度大大提高。第三,提出了一种SINS/LBL紧组合算法,该算法利用斜距差作为观测量进行滤波,能有效地定期补偿A...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－４ＨＰＲ４０８Ｓ长基线水声定位系统??Ｈ?ｉ?ＰＡ?Ｐ产品Ｐ２?］是该公司推出的另一系列水声定位系统，该系列产品由最初的水声定??
该公司涉及的水声定位产品十分丰富，包括长、短、超短Ｗ及多种类型组台的定位??系统。该公司许多产品相继投入使用，其中，长基线系统具有代表性的是Ｈ民Ｐ系列产??品和Ｈ１ＰＡＰ系列产品。如图１－４所示为ＨＰＲ４０化工作示意图。该产品采用了波柬形成??技术，增强了指向性，同时有效抑制了载体噪声ＰＷ。系统具有５６个不通的应答器通道，??在几百米范围内，可达分米量级的定位精度，并且系统的位置信息更新频率一般在２ｓ左??右。该产品因其定位精度高．数据更新率高，可靠性高等优点，广泛应用于水下设备的??导航定位ＰＩ１。??繼?ｒ‘蜀?＊??图１－４ＨＰＲ４０８Ｓ长基线水声定位系统??Ｈ?ｉ?ＰＡ?Ｐ产品Ｐ２?］是该公司推出的另一系列水声定位系统，该系列产品由最初的水声定??位技术逐步融台了多种定位技术，新近推出的ＨＩＰＡＰ?１００兼容了长基线和超短基线的定??位功能，ＨＩＰＡＰ?１００的球形换能器（如图１－５所示）由３１个声学单兀组成，覆盖范围达??到王６０？，工作频率在ｌＯｋ－１５．化Ｈｚ范围内，作用水深可达ｌＯＯＯＯｎｉ，测距精度优于斜距??的０．２％
系统寻找多路径传播条件下的最优时间差，从而提高系统定位精度。??２．５．１?ＳＩＮＳ辅助寻找最优相关峰??图２－?３所示为ＳＩＮＳ辅助寻找最优相关峰流程图，具体实现原理如下：??１５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国自主水下机器人技术进入国际先进行列[J]. 传感器世界. 2015(09)
[2]水声导航、定位技术发展趋势探讨[J]. 孙大军,郑翠娥. 海洋技术学报. 2015(03)
[3]HiPAP100水下定位系统及应用[J]. 肖昌荣,蒋青吉,李鹏. 电子世界. 2014(12)
[4]基于BELLHOP的水声信道时变模型[J]. 段乐峥. 电子世界. 2014(09)
[5]多普勒计程仪工作原理和测速精度的初探[J]. 张弘. 黑龙江科技信息. 2014(12)
[6]长基线声学定位系统发展现状及其应用[J]. 宁津生,吴永亭,孙大军. 海洋测绘. 2014(01)
[7]水声被动定位中的互相关峰模糊现象及解模糊算法研究[J]. 安良,陈励军,方世良. 电子与信息学报. 2013(12)
[8]基于惯导及水下声学辅助系统的AUV容错导航技术[J]. 张涛,徐晓苏,李瑶,宫淑萍. 中国惯性技术学报. 2013(04)
[9]水声信道的建模与仿真[J]. 李志强,朱芳来. 电脑知识与技术. 2013(01)
[10]大力发展海工装备 迎接全球海洋开发[J]. 黎晓霞. 广东造船. 2012(02)
博士论文
[1]深水长基线定位导航技术研究[D]. 张居成.哈尔滨工程大学 2014
[2]水下潜器组合导航定位及数据融合技术研究[D]. 张爱军.南京理工大学 2009
[3]深海水声应答器定位导航技术研究[D]. 兰华林.哈尔滨工程大学 2008
[4]长基线定位信号处理若干关键技术研究[D]. 付进.哈尔滨工程大学 2007
[5]浅海水声定位技术及应用研究[D]. 孙万卿.中国海洋大学 2007
硕士论文
[1]水下目标被动定位系统关键技术研究[D]. 焦小涛.西安工业大学 2013
[2]基于长基线定位系统的水声定位技术研究[D]. 张建喜.东华理工大学 2012
[3]长基线水下定位导航系统显控软件的设计与实现[D]. 那丽丽.哈尔滨工程大学 2012
[4]捷联惯性导航系统中UKF滤波技术的应用研究[D]. 陆海勇.南京航空航天大学 2009
[5]长基线水下导航定位技术研究[D]. 刘俊.哈尔滨工程大学 2007
[6]水下声信道的仿真与应用研究[D]. 吴开明.哈尔滨工程大学 2005
本文编号：2934896
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－４ＨＰＲ４０８Ｓ长基线水声定位系统??Ｈ?ｉ?ＰＡ?Ｐ产品Ｐ２?］是该公司推出的另一系列水声定位系统，该系列产品由最初的水声定??
该公司涉及的水声定位产品十分丰富，包括长、短、超短Ｗ及多种类型组台的定位??系统。该公司许多产品相继投入使用，其中，长基线系统具有代表性的是Ｈ民Ｐ系列产??品和Ｈ１ＰＡＰ系列产品。如图１－４所示为ＨＰＲ４０化工作示意图。该产品采用了波柬形成??技术，增强了指向性，同时有效抑制了载体噪声ＰＷ。系统具有５６个不通的应答器通道，??在几百米范围内，可达分米量级的定位精度，并且系统的位置信息更新频率一般在２ｓ左??右。该产品因其定位精度高．数据更新率高，可靠性高等优点，广泛应用于水下设备的??导航定位ＰＩ１。??繼?ｒ‘蜀?＊??图１－４ＨＰＲ４０８Ｓ长基线水声定位系统??Ｈ?ｉ?ＰＡ?Ｐ产品Ｐ２?］是该公司推出的另一系列水声定位系统，该系列产品由最初的水声定??位技术逐步融台了多种定位技术，新近推出的ＨＩＰＡＰ?１００兼容了长基线和超短基线的定??位功能，ＨＩＰＡＰ?１００的球形换能器（如图１－５所示）由３１个声学单兀组成，覆盖范围达??到王６０？，工作频率在ｌＯｋ－１５．化Ｈｚ范围内，作用水深可达ｌＯＯＯＯｎｉ，测距精度优于斜距??的０．２％
系统寻找多路径传播条件下的最优时间差，从而提高系统定位精度。??２．５．１?ＳＩＮＳ辅助寻找最优相关峰??图２－?３所示为ＳＩＮＳ辅助寻找最优相关峰流程图，具体实现原理如下：??１５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国自主水下机器人技术进入国际先进行列[J]. 传感器世界. 2015(09)
[2]水声导航、定位技术发展趋势探讨[J]. 孙大军,郑翠娥. 海洋技术学报. 2015(03)
[3]HiPAP100水下定位系统及应用[J]. 肖昌荣,蒋青吉,李鹏. 电子世界. 2014(12)
[4]基于BELLHOP的水声信道时变模型[J]. 段乐峥. 电子世界. 2014(09)
[5]多普勒计程仪工作原理和测速精度的初探[J]. 张弘. 黑龙江科技信息. 2014(12)
[6]长基线声学定位系统发展现状及其应用[J]. 宁津生,吴永亭,孙大军. 海洋测绘. 2014(01)
[7]水声被动定位中的互相关峰模糊现象及解模糊算法研究[J]. 安良,陈励军,方世良. 电子与信息学报. 2013(12)
[8]基于惯导及水下声学辅助系统的AUV容错导航技术[J]. 张涛,徐晓苏,李瑶,宫淑萍. 中国惯性技术学报. 2013(04)
[9]水声信道的建模与仿真[J]. 李志强,朱芳来. 电脑知识与技术. 2013(01)
[10]大力发展海工装备 迎接全球海洋开发[J]. 黎晓霞. 广东造船. 2012(02)
博士论文
[1]深水长基线定位导航技术研究[D]. 张居成.哈尔滨工程大学 2014
[2]水下潜器组合导航定位及数据融合技术研究[D]. 张爱军.南京理工大学 2009
[3]深海水声应答器定位导航技术研究[D]. 兰华林.哈尔滨工程大学 2008
[4]长基线定位信号处理若干关键技术研究[D]. 付进.哈尔滨工程大学 2007
[5]浅海水声定位技术及应用研究[D]. 孙万卿.中国海洋大学 2007
硕士论文
[1]水下目标被动定位系统关键技术研究[D]. 焦小涛.西安工业大学 2013
[2]基于长基线定位系统的水声定位技术研究[D]. 张建喜.东华理工大学 2012
[3]长基线水下定位导航系统显控软件的设计与实现[D]. 那丽丽.哈尔滨工程大学 2012
[4]捷联惯性导航系统中UKF滤波技术的应用研究[D]. 陆海勇.南京航空航天大学 2009
[5]长基线水下导航定位技术研究[D]. 刘俊.哈尔滨工程大学 2007
[6]水下声信道的仿真与应用研究[D]. 吴开明.哈尔滨工程大学 2005
本文编号：2934896
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