航行器运动轨迹解算及三维显示研究

发布时间：2023-05-03 19:36

　　水下航行器作为探索水下领域的重要工具,逐渐受到国内外的广泛关注,水下航行器不论是在军事领域还是在民用领域都发挥着重要的作用,随着海洋领域的不断研究,人们对水下航行器的性能提出了更高的要求。研究水下航行器在运动过程中的姿态轨迹,对于评价水下航行器的性能具有重要的价值。同时面对着复杂的水下环境,高精度的水下定位能够为水下作业提供可靠的保障。因此本文对单体水下航行器的定位展开研究。论文的主要工作有:1、分析研究了导航系统中传感器的工作原理以及传感器的数据存储方式,并且设计了容器数据结构,用来高效地存储传感器数据,提高了数据的处理效率。2、基于惯性导航的工作原理,重点分析了姿态矩阵的解算,设计算法对姿态矩阵进行求解,同时根据航行器在运动过程中的受力分析,利用传感器数据建立速度与位置解算模型,通过VC++编写了位置解算的底层算法,并通过解算后的数据进行对比分析,验证算法程序设计的合理性。3、结合惯性导航定位中的关键误差源,设计了地磁滤波算法。以贝叶斯理论为基础,分别研究了经典的线性卡尔曼滤波算法、扩展卡尔曼滤波算法、无迹卡尔曼滤波算法以及容积卡尔曼滤波算法,并对算法的特性设计实验进行对比分析,最...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 水下航行器轨迹解算与三维显示研究发展状况
        1.2.1 全球导航定位轨迹
        1.2.2 图像定位轨迹
        1.2.3 水声定位轨迹
        1.2.4 惯性导航定位
        1.2.5 三维显示研究
    1.3 课题研究现状与意义
    1.4 论文的研究结构与主要内容
2 数据文件读取
    2.1 导航数据介绍
        2.1.1 数据来源
        2.1.2 传感器数据文件格式
    2.2 传感器数据结构的创建
    2.3 数据读取
    2.4 本章小结
3 位置解算算法研究
    3.1 惯性导航系统的构成
    3.2 常用的坐标系
    3.3 坐标系之间的转换
        3.3.1 矩阵转换过程
        3.3.2 转换矩阵的实现
    3.4 位置解算
        3.4.1 加速度分析
        3.4.2 速度分析
        3.4.3 位置分析
    3.5 位置解算实现
    3.6 本章小结
4 滤波器设计
    4.1 贝叶斯理论
    4.2 高斯域滤波算法
        4.2.1 高斯域线性滤波算法
        4.2.2 高斯域非线性滤波算法
    4.4 卡尔曼融合磁场强度位置求解
        4.4.1 卡尔曼滤波设计流程
        4.4.2 地磁理论
        4.4.3 地磁滤波器设计
    4.5 地磁滤波位置实现
    4.6 算法仿真分析
    4.7 本章小结
5 OpenGL三维可视化模型创建
    5.1 OpenGl+Windows框架搭建
        5.1.1 OpenGL框架
        5.1.2 Windows框架
    5.2 三维航行器模型创建
        5.2.1 基本图形
        5.2.2 图形变换
        5.2.3 航行器模型创建
    5.3 运行环境搭建
    5.4 文字显示
        5.4.1 常规文字显示
        5.4.2 平面汉字显示
    5.5 软件仿真
    5.6 本章小结
6 总结与展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢



本文编号：3807154