動(dòng)力定位位置參考系統(tǒng)混合式融合方法研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟(jì)不斷地發(fā)展，海洋資源對(duì)人類的發(fā)展愈發(fā)重要，建設(shè)海底隧道、開采海底石油、鋪設(shè)海底電纜等海洋工程項(xiàng)目也越來越多。因此對(duì)資源開發(fā)和工程項(xiàng)目中的作業(yè)船舶配備的技術(shù)設(shè)備也提出了更高的要求。動(dòng)力定位技術(shù)在船舶上的應(yīng)用使得人們對(duì)海洋資源有了更有效的開發(fā)與利用。如何從多個(gè)位置參考系統(tǒng)的測(cè)量值中得到精確的位置信息，是船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)研究的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。本文以動(dòng)力定位船舶的位置參考系統(tǒng)為研究對(duì)象，針對(duì)外界干擾所引起的系統(tǒng)模型不確定以及噪聲的不確

2、定性，采用基于自適應(yīng)魯棒SRCKF算法的混合式融合方法實(shí)現(xiàn)多傳感器信息融合，提高動(dòng)力定位系統(tǒng)的定位精度與整體性能。
　　本文首先根據(jù)動(dòng)力定位船舶的運(yùn)動(dòng)情況，介紹了常用坐標(biāo)系與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方式，建立了船舶運(yùn)動(dòng)模型；考慮外界環(huán)境干擾，建立了環(huán)境干擾模型；針對(duì)動(dòng)力定位系統(tǒng)，建立了三種動(dòng)力定位位置參考系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型分別為：DGPS、水聲、張緊索位置參考系統(tǒng)。其次，由于每個(gè)位置參考系統(tǒng)的采樣頻率不同，采樣數(shù)據(jù)都是基于自身參考系統(tǒng)的坐標(biāo)系，并且所測(cè)

3、得的數(shù)據(jù)由于環(huán)境的干擾或者系統(tǒng)自身的某些故障會(huì)出現(xiàn)凍結(jié)、野值、慢漂等問題，影響數(shù)據(jù)精度與準(zhǔn)確性。為了確保融合的可靠性，在融合前需要對(duì)各個(gè)位置參考系統(tǒng)的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間配準(zhǔn)、空間配準(zhǔn)以及質(zhì)量檢測(cè)。然后，在船舶實(shí)際作業(yè)中，系統(tǒng)模型往往是不確定的并且噪聲統(tǒng)計(jì)特性也可能是未知的。本文依次通過對(duì)容積卡爾曼濾波(CKF)、平方根容積卡爾曼濾波(SRCKF)進(jìn)行分析，針對(duì)系統(tǒng)模型的不確定性，提出了魯棒 SRCKF算法；在其基礎(chǔ)上，針對(duì)可能同時(shí)存在的噪