慣性-重力匹配組合導(dǎo)航算法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)具有無(wú)源性、隱蔽性和全天候等現(xiàn)代導(dǎo)航系統(tǒng)所急需的特點(diǎn)，已成為水下航行器的基礎(chǔ)導(dǎo)航方式。為克服慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差隨時(shí)間累積的固有缺陷，以慣性導(dǎo)航系統(tǒng)為主、并輔之以其它導(dǎo)航系統(tǒng)的組合導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)成為目前導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展方向。慣性/重力匹配組合導(dǎo)航是一種利用高分辨率的重力數(shù)據(jù)庫(kù)所提供的重力場(chǎng)數(shù)據(jù)對(duì)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行校正，從而獲取載體位置信息的導(dǎo)航技術(shù)。
　　本文針對(duì)慣性/重力匹配組合導(dǎo)航系統(tǒng)在實(shí)際工程應(yīng)用中的定位精度需求，設(shè)計(jì)了基

2、于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的匹配組合導(dǎo)航系統(tǒng)。在綜合分析系統(tǒng)組成及其功能的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)。
　　匹配算法是慣性/重力匹配組合導(dǎo)航的核心組成部分，為了克服將常規(guī)粒子濾波應(yīng)用于非線性、非高斯系統(tǒng)時(shí)的粒子退化和樣本貧化問(wèn)題，將差分進(jìn)化算法引入粒子濾波的重采樣過(guò)程中，通過(guò)個(gè)體差異進(jìn)行全局搜索實(shí)現(xiàn)粒子分布的優(yōu)化，提高濾波精度，從而實(shí)現(xiàn)提高匹配定位精度。同時(shí)，采用某慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的海上試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)比分析不同算法在相同情況下的導(dǎo)航誤差；并分

3、析了不同性能重力儀和重力基準(zhǔn)圖分辨率對(duì)差分進(jìn)化粒子濾波算法性能的影響。
　　系統(tǒng)使用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)QNX進(jìn)行程序設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)采集處理電路采集到的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并且利用差分進(jìn)化粒子濾波算法對(duì)系統(tǒng)當(dāng)前位置進(jìn)行匹配解算等功能；通過(guò)PhAB進(jìn)行人機(jī)界面開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)航信息實(shí)時(shí)更新、顯示實(shí)時(shí)航跡及完成對(duì)導(dǎo)航參數(shù)進(jìn)行設(shè)置等功能；同時(shí)，完成了對(duì)PCI進(jìn)行設(shè)備驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
　　以差分進(jìn)化粒子濾波算法為例，采用某慣性導(dǎo)