惯性/多普勒组合导航回溯算法研究PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 水下导航的重要意义 1

1.2 国内外相关技术研究进展 3

1.2.1 水下航行器及水下导航技术发展现状 3

1.2.2 惯性/多普勒组合导航发展现状 5

1.3 惯性/多普勒组合导航中的主要问题 10

1.3.1 多普勒的测速误差标定 10

1.3.2 水下航行器的快速动基座对准 11

1.3.3 基于回溯的组合导航与参数估计 11

1.4 本书的研究内容、组织结构和主要贡献 12

1.4.1 本书的研究内容和组织结构 12

1.4.2 本书的主要贡献和创新点 13

2 基于回溯的惯性/多普勒测速误差标定 15

2.1 多普勒测速误差 15

2.1.1 坐标系定义 15

2.1.2 多普勒测速误差模型 15

2.1.3 基于最小二乘的多普勒测速误差标定 16

2.2 GNSS辅助下的标定方法 18

2.2.1 标定原理 18

2.2.2 基于卡尔曼滤波的标定方法 19

2.3 地标辅助下的多普勒测速误差标定 20

2.3.1 INS/DVL组合导航 20

2.3.2 标定方法 21

2.3.3 基于回溯的标定改进方案 24

2.4 实验验证 29

2.4.1 主要实验设备 29

2.4.2 GNSS辅助下的标定实验 29

2.4.3 地标辅助标定实验 32

2.5 本章小结 35

3 基于回溯的优化对准算法 36

3.1 优化对准方法问题描述 36

3.1.1 惯性系对准 36

3.1.2 方向余弦矩阵的分解 37

3.1.3 优化对准模型 38

3.1.4 Wahba问题 39

3.2 回溯优化对准 39

3.2.1 优化对准采样策略 39

3.2.2 回溯方法 41

3.2.3 优化对准方法精度分析 43

3.3 实验验证 44

3.3.1 对准结果 44

3.3.2 与其他对准方法的比较 46

3.4 本章小结 48

4 基于回溯的卡尔曼滤波对准算法 49

4.1 多普勒辅助下的初始对准可观测度分析 49

4.1.1 可观测性分析 49

4.1.2 可观测度分析 50

4.1.3 多普勒辅助与GPS辅助进行初始对准的可观测度比较 51

4.2 回溯结构 52

4.3 惯性系精对准模型 53

4.3.1 系统方程 53

4.3.2 观测方程 55

4.4 回溯对准算法 56

4.5 实验验证 57

4.5.1 静基座对准实验 57

4.5.2 动基座对准实验 59

4.5.3 对准算法性能分析 61

4.6 本章小结 65

5 基于回溯的对准算法与大失准角非线性滤波对准算法的比较研究 66

5.1 大失准角对准模型 66

5.1.1 DVL辅助的大失准角对准 66

5.1.2 系统方程 67

5.1.3 量测方程 68

5.2 UKF滤波技术 68

5.3 实验比较 69

5.3.1 大失准角对准 69

5.3.2 对准快速性比较 71

5.3.3 对准精度比较 73

5.3.4 对准鲁棒性比较 74

5.4 本章小结 75

6 回溯组合导航与参数估计算法研究 76

6.1 组合导航模型 76

6.1.1 系统方程 76

6.1.2 测量模型 77

6.2 回溯组合导航 77

6.2.1 回溯结构 77

6.2.2 算法实现 78

6.3 实验验证 79

6.3.1 实验条件 79

6.3.2 可观测性及可观测度分析 80

6.3.3 组合导航实验 81

6.4 本章小结 84

参考文献 87