基于声速谱定位自主水下航行器的锚节点部署研究

发布时间：2024-11-02 03:47

　　自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicles,AUVs)是海洋信息采集与传输的重要载体,在海洋地理勘探、目标探测和海洋环境监控等诸多海洋任务中有着极为广泛的应用。AUV在水下作业时,其位置信息对于标记所收集数据以及AUV的远程控制或自主航行至关重要,因此可实时获取AUV准确位置信息的水下定位系统设计一直备受关注。作为构建水声定位系统的关键,锚节点几何结构对AUV定位性能有显著的影响,然而已有研究在设计锚节点部署方案时通常并未考虑实际水声沿曲线传播的特点。本文致力于研究声速谱下AUV定位系统中锚节点空间几何部署结构的优化问题,以提升实际水下环境中AUV的定位精度。首先,研究常声速谱下基于飞行时间(Time-of-Flight,ToF)测量的AUV定位中的锚节点部署问题。具体地,推导常声速谱下基于ToF测量的费舍尔信息矩阵(Fisher Information Matrix,FIM)与系统几何参数的关系式以建模锚节点部署最优化问题。然后,使用估计理论将该问题等价转化为克拉美劳下界(Cramér-Rao Lower Bound,CRLB)矩阵迹的最小化问题。为了...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

位算法以及定位系统的性能评价标准。1自主水下航行器定位系统介绍对于长时间在水下工作的AUV，最常用的定位系统为基于声学测量的定位系前面的章节中已经介绍过，无论是USBL、SBL、LBL还是GIB系统，都需要通个传感器测量定位声信号的ToA、TDoA、AoA或To....

本文编号：4008978