本文關鍵詞：水下航行器組合導航系統(tǒng)容錯方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：導航精度和可靠性是衡量現(xiàn)代導航系統(tǒng)優(yōu)劣的最重要指標。本文以水下航行器的組合導航系統(tǒng)為研究對象，以捷聯(lián)慣導系統(tǒng)作為組合導航系統(tǒng)的公共參考系統(tǒng)，多普勒測速儀、GPS導航系統(tǒng)、磁航向儀和深度計為輔助導航設備，對水下航行器組合導航系統(tǒng)的容錯方法進行了研究。主要工作和成果包括： 1．基于聯(lián)邦濾波的水下航行器組合導航系統(tǒng)設計。針對水下導航的特點，設計了基于聯(lián)邦濾波的水下組合導航系統(tǒng)，通過數(shù)字仿真分析了其濾波性能，并與已知是最優(yōu)濾波的集中濾波的濾波效果進行了比較；在航行器處于水面時，將GPS信號引入組合系統(tǒng)，增加了SINS/GPS子濾波器到聯(lián)邦濾波中，仿真結(jié)果表明，此舉能很好地抑制捷聯(lián)慣導的位置發(fā)散，大大地提高了組合導航系統(tǒng)的定位精度。 2．系統(tǒng)級故障檢測和診斷方法的研究。對聯(lián)邦濾波的每個子濾波器設計一個故障檢測模塊，采用狀態(tài)χ~2檢驗法和殘差χ~2檢驗法對子系統(tǒng)進行實時檢測，分析了兩種檢驗法對不同故障類型的檢測效果和系統(tǒng)的容錯性能；研究了量測可能存在野值情況下的故障檢測與診斷，通過引入野值剔除法，設計了一種基于固定診斷周期的故障診斷方案，，有效地避免了因野值而造成的系統(tǒng)誤警。 3．針對系統(tǒng)噪聲和量測噪聲統(tǒng)計特性不明確的情況，利用反向傳播(BP)算法能很好地逼近系統(tǒng)非線性特征和強大的學習能力，設計了基于神經(jīng)網(wǎng)絡的SINS/GPS組合導航系統(tǒng)，仿真結(jié)果表明當具備較高精度的訓練樣本數(shù)據(jù)和足夠的學習時間時，此方法是可行的；同時給出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡的組合導航系統(tǒng)信息融合結(jié)構。
【關鍵詞】：容錯組合導航 捷聯(lián)慣導系統(tǒng) 聯(lián)邦濾波 故障檢測 神經(jīng)網(wǎng)絡
【學位授予單位】：西北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：U666.11;U674.941
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-5
• 目錄5-7
• 第一章 緒論7-11
• 1.1 概述7-9
• 1.1.1 組合導航系統(tǒng)概況7-8
• 1.1.2 研究目的和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 論文的研究內(nèi)容及結(jié)構安排10-11
• 第二章 組合導航系統(tǒng)構成11-24
• 2.1 導航系統(tǒng)坐標系的選取與轉(zhuǎn)換11-12
• 2.1.1 導航系統(tǒng)中常用的坐標系11-12
• 2.1.2 坐標變換12
• 2.2 捷聯(lián)慣導系統(tǒng)12-16
• 2.2.1 基本工作原理12-13
• 2.2.2 捷聯(lián)慣導誤差源模型13-14
• 2.2.3 捷聯(lián)慣導的誤差方程14-16
• 2.3 GPS導航系統(tǒng)16-18
• 2.3.1 GPS系統(tǒng)結(jié)構16-17
• 2.3.2 GPS的誤差模型17-18
• 2.4 多普勒測速儀18-20
• 2.4.1 多普勒測速原理18-20
• 2.4.2 多普勒誤差方程20
• 2.5 磁航向儀20-21
• 2.6 深度計21
• 2.7 導航系統(tǒng)組合模式21-23
• 2.8 本章小結(jié)23-24
• 第三章 容錯組合導航系統(tǒng)設計24-49
• 3.1 聯(lián)邦濾波基本理論24-28
• 3.1.1 系統(tǒng)描述24-25
• 3.1.2 集中式卡爾曼濾波器結(jié)構25-26
• 3.1.3 聯(lián)邦濾波器結(jié)構和算法原理26-28
• 3.2 組合導航系統(tǒng)設計28-38
• 3.2.1 SINS/DVS組合系統(tǒng)28-32
• 3.2.2 SINS/磁航向儀組合系統(tǒng)32
• 3.2.3 SINS/深度計組合系統(tǒng)32-33
• 3.2.4 SINS/GPS組合系統(tǒng)33-34
• 3.2.5 濾波器的實現(xiàn)34-38
• 3.3 濾波性能仿真38-47
• 3.3.1 信息分配與信息同步處理38-40
• 3.3.2 仿真分析40-47
• 3.4 本章小結(jié)47-49
• 第四章 系統(tǒng)級故障檢測49-64
• 4.1 基于X~2檢驗法的故障檢測方法49-58
• 4.1.1 狀態(tài)X~2檢驗法50-52
• 4.1.2 殘差X~2檢驗法52-53
• 4.1.3 組合導航系統(tǒng)的故障檢測53-58
• 4.2 野值存在情況下的故障診斷方法58-63
• 4.2.1 野值剔除方法58-60
• 4.2.2 故障診斷方法60-62
• 4.2.3 故障診斷仿真分析62-63
• 4.3 本章小結(jié)63-64
• 第五章 神經(jīng)網(wǎng)絡在組合導航系統(tǒng)中的應用64-76
• 5.1 神經(jīng)網(wǎng)絡概述64-66
• 5.1.1 神經(jīng)元模型64-66
• 5.1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡的互連方式66
• 5.2 基于 BP網(wǎng)絡的組合導航系統(tǒng)設計66-73
• 5.2.1 BP網(wǎng)絡算法66-68
• 5.2.2 BP網(wǎng)絡在組合導航中的應用68-71
• 5.2.3 BP網(wǎng)絡算法仿真71-73
• 5.3 基于神經(jīng)網(wǎng)絡的組合導航信息融合方案73-75
• 5.3.1 信息融合技術73-74
• 5.3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡信息融合結(jié)構74-75
• 5.4 本章小結(jié)75-76
• 第六章 全文總結(jié)76-78
• 6.1 論文工作總結(jié)76-77
• 6.2 研究展望77-78
• 參考文獻78-82
• 攻讀碩士研究生期間發(fā)表的論文82-83
• 致謝83-84

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 趙濤;劉明雍;周良榮;;自主水下航行器的研究現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J];火力與指揮控制;2010年06期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 李亮;SINS/DVL組合導航技術研究[D];哈爾濱工程大學;2009年

2 呂召鵬;SINS/DVL組合導航技術研究[D];國防科學技術大學;2011年

  本文關鍵詞：水下航行器組合導航系統(tǒng)容錯方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：349537