多AUV协同导航误差分析与算法研究
发布时间：2021-08-18 03:19
自二十世纪末,智能水下航行器（Autonomous Underwater Vehicle,AUV）作为海洋探索、开发的得力助手,代替人类到深海高危区域进行海洋探测,受到世界各国的广泛关注。水下导航技术作为水下航行器的关键技术,得到科研人员的重视。尤其在水下航行器协同导航技术方面,通过降低水下航行器配置,增强AUV间的信息共享,提高导航精度,已成为水下导航领域新的研究热点。本文基于多AUV协同系统,对该系统导航定位的误差及算法进行研究。论文的主要工作有:1、针对多AUV协同导航系统中单领航艇和双领航艇协同导航定位方法,进行了详细的研究,通过介绍单领航艇和双领航艇协同定位原理,建立了相应的定位模型。针对基于单领航艇模式下信息源较少,从而导致系统可观测性较差,对其进行可观测性分析,为后文仿真验证做铺垫。2、从协同导航系统的水声测距角度出发,分析影响多AUV协同导航精度的因素,并对协同导航中从AUV航位推算进行误差分析。影响协同导航精度的因素主要有声速误差、时间延迟、时钟同步、洋流影响,并对上述因素进行定性或定量分析。3、针对单领航艇和双领航艇两种协同导航系统,研究了扩展卡尔曼滤波算法（Ext...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＧＯＡＴＳ系统水雷探测示意图??
ｍＢｂａＭａｐＵＢＩＢｉｌｉｌＰ＾?．）二，??图１．２大陆架观测系统中的Ｇｌｉｄｅｒ?ＡＵＶｓ??１９９５年起，由麻省理工学院（ＭＩＴ）海洋实验室等三家科研机构合作完场自主海洋??采样网络（ＡＯＳＮ），该系统由配备探测传感器的ＡＵＶ组成，建设周期５年，是最具影??响力的多ＡＵＶ系统的基础应用研究。在此之后，由美国蒙特利湾海洋研究所主导的??ＡＯＳＮ?ＩＩ开始实施，该系列项目利用多个智能水下机器人和滑翔式水下机器人搭载不同??类型的水下传感器，并对一个范围内的海洋空间进行长时间的数据采集，实现预测海洋??的物理性。２００３年，该项目首次通过试验验证其可行性，对海洋环境探测、建模、预测??提供了大量宝贵的数据。２００６年，在蒙特利海湾试验，通过ＡＳＶ和ＡＵＶ组建了一套??协同定位和编队控制的系统
成多项试验。??．??图１．３蒙特利湾ＡＯＳＮ试验示意图??２００２年末，葡萄牙波尔图大学借鉴模块化的思想，利用多个ＵＵＶ搭建了一个海洋??水文数据收集系统。该系统由一个水面节点、一套水声定位系统、两台ＡＵＶ组成。其??能完成水下环境监测、沉船目标搜索等任务，同时在模块化设计的帮助下，能在短时间??内切换工作任务［７］。??２００３年，美国海军在“伊拉克自由”行动中，利用Ｈｙｄｒｏｉｄ公司研制的多台ＲＥＭＵＳ－??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国深海自主水下机器人的研究现状[J]. 李硕,刘健,徐会希,赵宏宇,王轶群. 中国科学:信息科学. 2018(09)
[2]基于粒子群优化的UKF在SINS/GPS组合导航中的应用[J]. 徐晓苏,闫琳宇,吴晓飞,庞东,彭源源. 中国惯性技术学报. 2018(02)
[3]多无人水下航行器协同导航定位研究进展[J]. 张立川,许少峰,刘明雍,徐德民. 高技术通讯. 2016(05)
[4]自主/遥控水下机器人研究现状[J]. 李一平,李硕,张艾群. 工程研究-跨学科视野中的工程. 2016(02)
[5]基于通信延迟误差补偿的协同导航算法[J]. 王文佳,孙睿智,高伟,徐博. 火力与指挥控制. 2014(12)
[6]多AUV协同导航问题的研究现状与进展[J]. 徐博,白金磊,郝燕玲,高伟,刘亚龙. 自动化学报. 2015(03)
[7]水下声速计算公式的优化选择[J]. 陈长安,吴碧,王升. 舰船科学技术. 2014(06)
[8]一种考虑时钟同步问题的多AUV协同定位算法[J]. 张福斌,张小龙,马朋. 鱼雷技术. 2013(05)
[9]基于双领航者的多AUV协同导航系统可观测性分析[J]. 高伟,刘亚龙,徐博. 系统工程与电子技术. 2013(11)
[10]基于距离量测的主从式AUV协同定位方法[J]. 张永清,张福斌,张立川. 火力与指挥控制. 2011(11)
博士论文
[1]AUV水下导航系统关键技术研究[D]. 何东旭.哈尔滨工程大学 2013
[2]水下航行器导航及数据融合技术研究[D]. 杨峻巍.哈尔滨工程大学 2012
[3]非线性滤波方法及其在导航中的应用研究[D]. 向礼.哈尔滨工业大学 2009
[4]粒子群优化算法的理论及实践[D]. 张丽平.浙江大学 2005
硕士论文
[1]水下运动目标同步测距理论与实现[D]. 任绪科.西北工业大学 2005
本文编号：3349081
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＧＯＡＴＳ系统水雷探测示意图??
ｍＢｂａＭａｐＵＢＩＢｉｌｉｌＰ＾?．）二，??图１．２大陆架观测系统中的Ｇｌｉｄｅｒ?ＡＵＶｓ??１９９５年起，由麻省理工学院（ＭＩＴ）海洋实验室等三家科研机构合作完场自主海洋??采样网络（ＡＯＳＮ），该系统由配备探测传感器的ＡＵＶ组成，建设周期５年，是最具影??响力的多ＡＵＶ系统的基础应用研究。在此之后，由美国蒙特利湾海洋研究所主导的??ＡＯＳＮ?ＩＩ开始实施，该系列项目利用多个智能水下机器人和滑翔式水下机器人搭载不同??类型的水下传感器，并对一个范围内的海洋空间进行长时间的数据采集，实现预测海洋??的物理性。２００３年，该项目首次通过试验验证其可行性，对海洋环境探测、建模、预测??提供了大量宝贵的数据。２００６年，在蒙特利海湾试验，通过ＡＳＶ和ＡＵＶ组建了一套??协同定位和编队控制的系统
成多项试验。??．??图１．３蒙特利湾ＡＯＳＮ试验示意图??２００２年末，葡萄牙波尔图大学借鉴模块化的思想，利用多个ＵＵＶ搭建了一个海洋??水文数据收集系统。该系统由一个水面节点、一套水声定位系统、两台ＡＵＶ组成。其??能完成水下环境监测、沉船目标搜索等任务，同时在模块化设计的帮助下，能在短时间??内切换工作任务［７］。??２００３年，美国海军在“伊拉克自由”行动中，利用Ｈｙｄｒｏｉｄ公司研制的多台ＲＥＭＵＳ－??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国深海自主水下机器人的研究现状[J]. 李硕,刘健,徐会希,赵宏宇,王轶群. 中国科学:信息科学. 2018(09)
[2]基于粒子群优化的UKF在SINS/GPS组合导航中的应用[J]. 徐晓苏,闫琳宇,吴晓飞,庞东,彭源源. 中国惯性技术学报. 2018(02)
[3]多无人水下航行器协同导航定位研究进展[J]. 张立川,许少峰,刘明雍,徐德民. 高技术通讯. 2016(05)
[4]自主/遥控水下机器人研究现状[J]. 李一平,李硕,张艾群. 工程研究-跨学科视野中的工程. 2016(02)
[5]基于通信延迟误差补偿的协同导航算法[J]. 王文佳,孙睿智,高伟,徐博. 火力与指挥控制. 2014(12)
[6]多AUV协同导航问题的研究现状与进展[J]. 徐博,白金磊,郝燕玲,高伟,刘亚龙. 自动化学报. 2015(03)
[7]水下声速计算公式的优化选择[J]. 陈长安,吴碧,王升. 舰船科学技术. 2014(06)
[8]一种考虑时钟同步问题的多AUV协同定位算法[J]. 张福斌,张小龙,马朋. 鱼雷技术. 2013(05)
[9]基于双领航者的多AUV协同导航系统可观测性分析[J]. 高伟,刘亚龙,徐博. 系统工程与电子技术. 2013(11)
[10]基于距离量测的主从式AUV协同定位方法[J]. 张永清,张福斌,张立川. 火力与指挥控制. 2011(11)
博士论文
[1]AUV水下导航系统关键技术研究[D]. 何东旭.哈尔滨工程大学 2013
[2]水下航行器导航及数据融合技术研究[D]. 杨峻巍.哈尔滨工程大学 2012
[3]非线性滤波方法及其在导航中的应用研究[D]. 向礼.哈尔滨工业大学 2009
[4]粒子群优化算法的理论及实践[D]. 张丽平.浙江大学 2005
硕士论文
[1]水下运动目标同步测距理论与实现[D]. 任绪科.西北工业大学 2005
本文编号：3349081
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