自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicles,AUVs)是海洋信息采集與傳輸?shù)闹匾d體,在海洋地理勘探、目標(biāo)探測和海洋環(huán)境監(jiān)控等諸多海洋任務(wù)中有著極為廣泛的應(yīng)用。AUV在水下作業(yè)時(shí),其位置信息對于標(biāo)記所收集數(shù)據(jù)以及AUV的遠(yuǎn)程控制或自主航行至關(guān)重要,因此可實(shí)時(shí)獲取AUV準(zhǔn)確位置信息的水下定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)一直備受關(guān)注。作為構(gòu)建水聲定位系統(tǒng)的關(guān)鍵,錨節(jié)點(diǎn)幾何結(jié)構(gòu)對AUV定位性能有顯著的影響,然而已有研究在設(shè)計(jì)錨節(jié)點(diǎn)部署方案時(shí)通常并未考慮實(shí)際水聲沿曲線傳播的特點(diǎn)。本文致力于研究聲速譜下AUV定位系統(tǒng)中錨節(jié)點(diǎn)空間幾何部署結(jié)構(gòu)的優(yōu)化問題,以提升實(shí)際水下環(huán)境中AUV的定位精度。首先,研究常聲速譜下基于飛行時(shí)間(Time-of-Flight,ToF)測量的AUV定位中的錨節(jié)點(diǎn)部署問題。具體地,推導(dǎo)常聲速譜下基于ToF測量的費(fèi)舍爾信息矩陣(Fisher Information Matrix,FIM)與系統(tǒng)幾何參數(shù)的關(guān)系式以建模錨節(jié)點(diǎn)部署最優(yōu)化問題。然后,使用估計(jì)理論將該問題等價(jià)轉(zhuǎn)化為克拉美勞下界(Cramér-Rao Lower Bound,CRLB)矩陣跡的最小化問題。為了...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

位算法以及定位系統(tǒng)的性能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。1自主水下航行器定位系統(tǒng)介紹對于長時(shí)間在水下工作的AUV，最常用的定位系統(tǒng)為基于聲學(xué)測量的定位系前面的章節(jié)中已經(jīng)介紹過，無論是USBL、SBL、LBL還是GIB系統(tǒng)，都需要通個(gè)傳感器測量定位聲信號的ToA、TDoA、AoA或To....

本文編號：4008978