協(xié)同導航網(wǎng)絡多傳感器信息融合技術(shù)研究.pdf

1、隨著世界各國對海洋問題的逐步重視，水面高機動無人艇獲得了空前的高速發(fā)展，并將會在將來海戰(zhàn)中扮演重要角色。為了適應更復雜的未來海洋作戰(zhàn)環(huán)境，無人艇協(xié)同導航技術(shù)與傳統(tǒng)導航技術(shù)相比也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。
　　本課題將從協(xié)同導航網(wǎng)絡中的多傳感器信息融合技術(shù)入手，首先對目前各國無人艇技術(shù)研究狀況進行了簡要介紹，通過對國內(nèi)關(guān)于無人艇發(fā)展的研究分析可知，我國雖然在近幾年獲得了較大的發(fā)展，但是與美國和以色列等無人艇技術(shù)強國之間還存在較大的差距。就無

2、人艇的協(xié)同導航網(wǎng)絡而言，縮短其差距的方法不僅是要提高協(xié)同網(wǎng)絡中的傳感器精度，而且還要改進信息融合中的最優(yōu)估計準則。所以本文主要就協(xié)同導航網(wǎng)絡多傳感器信息融合的結(jié)構(gòu)、信息來源和融合準則進行了分析和仿真比較，得出針對不同噪聲環(huán)境和不同系統(tǒng)方程的融合準則優(yōu)劣不同。
　　其次，本文針對無人艇協(xié)同導航網(wǎng)絡中的信息來源進行分析，并且根據(jù)信息特征建立了合適的數(shù)學模型進行仿真分析。鑒于慣性導航系統(tǒng)在其協(xié)同導航網(wǎng)絡中的重要地位，本文對慣性導航系統(tǒng)的

3、原理及建模和仿真進行了較為詳盡的分析介紹。通過對慣性導航系統(tǒng)、GPS全球定位系統(tǒng)、DR航位推算系統(tǒng)和移動長基線定位系統(tǒng)的建模和仿真，為后文中信息融合最優(yōu)估計準則的算法實現(xiàn)提供了數(shù)據(jù)來源。
　　最后，本文對系統(tǒng)導航網(wǎng)絡中信息融合最優(yōu)估計準則進行了仿真分析，并且根據(jù)根據(jù)進行數(shù)據(jù)融合子系統(tǒng)的特點分別設計了不同的卡爾曼濾波器。GPS和慣性導航系統(tǒng)進行信息融合時，融合準則采用線性的卡爾曼濾波器，并且通過仿真分析可以得出對于線性組合導航系統(tǒng)，

4、自適應卡爾曼濾波器在計算量沒有大幅度增加的情況下，可以獲得良好的濾波效果。而對于GPS和DR信息融合系統(tǒng)，則采用非線性的卡爾曼濾波器包括擴展卡爾曼濾波器和無跡卡爾曼濾波器。在外部噪聲為高斯白噪聲的情況下，無跡卡爾曼濾波器獲得了良好的濾波效果。但是當系統(tǒng)噪聲和量測噪聲的統(tǒng)計特性不滿足高斯白噪聲的時候，以上兩種非線性濾波器將出現(xiàn)較大的誤差，甚至導致濾波器的發(fā)散。
　　經(jīng)過信息融合主要技術(shù)的研究和仿真分析可得，針對無人艇協(xié)同導航網(wǎng)絡而言