【摘 要】
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本文根据自主水下航行器的工作特点与导航需求,设计了以捷联式惯性导航系统(Strap-down Inertial Navigation System, SINS)为主,多普勒测速仪(Doppler Velocity Logger, DVL
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本文根据自主水下航行器的工作特点与导航需求,设计了以捷联式惯性导航系统(Strap-down Inertial Navigation System, SINS)为主,多普勒测速仪(Doppler Velocity Logger, DVL),电子磁罗盘(Magnetic Compass, MCP)和深度计(Depth Meter, DM)为辅的水下组合导航系统。论文就水下组合导航系统的关键技术展开研究,主要的工作有：1.详细介绍了、分析了捷联式惯性导航系统,多普勒测速仪,电子磁罗盘、深度计的工作原理和误差机理,并建立了各传感器误差模型。2.研究了航位推算(Dead Reckoning, DR)算法的原理,设计并仿真验证了一种利用DR算法实现SINS与DVL之间安装误差标定的方法。3.设计了一种DVL安装误差与刻度系数误差的补偿方法。该方法以DVL仪器坐标系速度和SINS载体坐标系速度之差为量测,通过设计合理的机动方式来提高SINS/DVL系统的可观测性,并利用卡尔曼滤波器估计出DVL误差参数,最后根据估计值进行了补偿。仿真验证了该方法能有效估计出DVL安装误差和刻度系数误差,降低了DVL测速误差,从而提高了SINS/DVL组合系统的导航精度。4.研究了联邦滤波器的原理和结构,鉴于系统容错性和实时性考虑,设计了水下组合导航系统滤波器和相应的滤波算法,建立了各子滤波器的数学模型,并仿真验证了滤波算法的可行性。
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