“玄武號”AUV組合導(dǎo)航系統(tǒng)研發(fā).pdf

1、自主水下航行器(AUV:Autonomous Underwater Vehicles)是人類探索和開發(fā)海洋的重要工具，隨著海洋作業(yè)任務(wù)對AUV的要求越來越高，作為AUV重要組成部分的導(dǎo)航系統(tǒng)的精度也在不斷提高。單獨的捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在長時間的航行過程中，導(dǎo)航誤差會不停地積累。通過引入全球定位系統(tǒng)(GPS)和多普勒計程儀(DVL)等輔助設(shè)備，能夠有效的提高組合導(dǎo)航系統(tǒng)的精度，從而滿足AUV長時間、遠(yuǎn)航程的導(dǎo)航精度要求。
　　本文首先

2、介紹了捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理并搭建了該系統(tǒng)的Simulink仿真平臺，大大加快了導(dǎo)航系統(tǒng)的開發(fā)流程。在此基礎(chǔ)上，研究設(shè)計了AHRS(Attitude and Heading Reference System)/GPS/DVL組合導(dǎo)航系統(tǒng)，以微慣性導(dǎo)航系統(tǒng)為核心，當(dāng)AUV在水面以下的時候，使用DVL進(jìn)行輔助導(dǎo)航，然后通過定時上浮水面引入GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)對水下導(dǎo)航的積累誤差進(jìn)行校正。研究中分別對AHRS/GPS和AHRS/DVL組合導(dǎo)航系

3、統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)學(xué)模型的建立，兩者均采用了經(jīng)典的卡爾曼濾波算法，最后通過MATLAB數(shù)值仿真對組合導(dǎo)航系統(tǒng)的性能進(jìn)行了分析比較。
　　為了讓仿真結(jié)果能更好的應(yīng)用于實踐，本論文同時在組合導(dǎo)航系統(tǒng)的工程應(yīng)用方面做出了一定的探索。該導(dǎo)航系統(tǒng)是應(yīng)用于課題組研制的“玄武號”AUV上，包含導(dǎo)航系統(tǒng)的硬件部分和軟件部分。其中硬件部分有導(dǎo)航計算機(jī)、微慣性航姿參考系統(tǒng)(AHRS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)和深度傳感器。軟件部分是基于μC/OS-Ⅱ嵌入式實時