信号与信息处理专业毕业论文信号与信息处理专业毕业论文 精品论文精品论文 自主式水下机器人的自主式水下机器人的导航系统设计及算法研究导航系统设计及算法研究关键词：捷联惯导关键词：捷联惯导 初始对准初始对准 卡尔曼滤波卡尔曼滤波 组合导航组合导航 自主式水下机器人自主式水下机器人摘要：由于传统的惯性导航系统很难满足自主式水下机器人(AUV)的精确导航、 定位的要求，仅靠提高惯性传感器的性能来提高的导航、定位精度是非常有限 的。本文以实际科研项目为背景，对以捷联式惯性导航系统(SINS)为核心，GPS 导航系统和 COMPASS 为辅助导航设备的自主式水下航行器技术进行了研究，并 实现了导航系统的仿真设计。主要工作有： 首先分析了惯性导航系统和水下 机器人的研究现状以及发展趋势。 其次介绍了惯性导航系统的导航原理和基 础理论，建立了 AUV 坐标系体系，对 AUV 捷联惯导系统进行了详细的力学编排。 然后对捷联惯性导航系统的误差进行了详细的分析，建立了导航参数误差方程， 并对捷联惯性导航系统的初始对准技术进行了讨论。 最后对 SINS/GPS/COMPASS 组合导航进行了探讨，结合卡尔曼滤波技术，建立了组合导 航系统的状态方程和观测方程。在 Matlab 环境下分别对捷联惯性导航系统设计 和组合导航系统设计进行了仿真，仿真结果表明，SINS/GPS/COMPASS 组合导航 对 SINS 误差随时间不断加大的现象起到了较好的抑制作用，适合 AUV 长时间航 行后浮出水面进行导航修正的情况。正文内容正文内容由于传统的惯性导航系统很难满足自主式水下机器人(AUV)的精确导航、定 位的要求，仅靠提高惯性传感器的性能来提高的导航、定位精度是非常有限的。 本文以实际科研项目为背景，对以捷联式惯性导航系统(SINS)为核心，GPS 导 航系统和 COMPASS 为辅助导航设备的自主式水下航行器技术进行了研究，并实 现了导航系统的仿真设计。主要工作有： 首先分析了惯性导航系统和水下机 器人的研究现状以及发展趋势。 其次介绍了惯性导航系统的导航原理和基础 理论，建立了 AUV 坐标系体系，对 AUV 捷联惯导系统进行了详细的力学编排。 然后对捷联惯性导航系统的误差进行了详细的分析，建立了导航参数误差方程， 并对捷联惯性导航系统的初始对准技术进行了讨论。 最后对 SINS/GPS/COMPASS 组合导航进行了探讨，结合卡尔曼滤波技术，建立了组合导 航系统的状态方程和观测方程。在 Matlab 环境下分别对捷联惯性导航系统设计 和组合导航系统设计进行了仿真，仿真结果表明，SINS/GPS/COMPASS 组合导航 对 SINS 误差随时间不断加大的现象起到了较好的抑制作用，适合 AUV 长时间航 行后浮出水面进行导航修正的情况。 由于传统的惯性导航系统很难满足自主式水下机器人(AUV)的精确导航、定位的 要求，仅靠提高惯性传感器的性能来提高的导航、定位精度是非常有限的。本 文以实际科研项目为背景，对以捷联式惯性导航系统(SINS)为核心，GPS 导航 系统和 COMPASS 为辅助导航设备的自主式水下航行器技术进行了研究，并实现 了导航系统的仿真设计。主要工作有： 首先分析了惯性导航系统和水下机器 人的研究现状以及发展趋势。 其次介绍了惯性导航系统的导航原理和基础理 论，建立了 AUV 坐标系体系，对 AUV 捷联惯导系统进行了详细的力学编排。然 后对捷联惯性导航系统的误差进行了详细的分析，建立了导航参数误差方程， 并对捷联惯性导航系统的初始对准技术进行了讨论。 最后对 SINS/GPS/COMPASS 组合导航进行了探讨，结合卡尔曼滤波技术，建立了组合导 航系统的状态方程和观测方程。在 Matlab 环境下分别对捷联惯性导航系统设计 和组合导航系统设计进行了仿真，仿真结果表明，SINS/GPS/COMPASS 组合导航 对 SINS 误差随时间不断加大的现象起到了较好的抑制作用，适合 AUV 长时间航 行后浮出水面进行导航修正的情况。 由于传统的惯性导航系统很难满足自主式水下机器人(AUV)的精确导航、定位的 要求，仅靠提高惯性传感器的性能来提高的导航、定位精度是非常有限的。本 文以实际科研项目为背景，对以捷联式惯性导航系统(SINS)为核心，GPS 导航 系统和 COMPASS 为辅助导航设备的自主式水下航行器技术进行了研究，并实现 了导航系统的仿真设计。主要工作有： 首先分析了惯性导航系统和水下机器 人的研究现状以及发展趋势。 其次介绍了惯性导航系统的导航原理和基础理 论，建立了 AUV 坐标系体系，对 AUV 捷联惯导系统进行了详细的力学编排。然 后对捷联惯性导航系统的误差进行了详细的分析，建立了导航参数误差方程， 并对捷联惯性导航系统的初始对准技术进行了讨论。 最后对 SINS/GPS/COMPASS 组合导航进行了探讨，结合卡尔曼滤波技术，建立了组合导 航系统的状态方程和观测方程。在 Matlab 环境下分别对捷联惯性导航系统设计 和组合导航系统设计进行了仿真，仿真结果表明，SINS/GPS/COMPASS 组合导航 对 SINS 误差随时间不断加大的现象起到了较好的抑制作用，适合 AUV 长时间航 行后浮出水面进行导航修正的情况。由于传统的惯性导航系统很难满足自主式水下机器人(AUV)的精确导航、定位的 要求，仅靠提高惯性传感器的性能来提高的导航、定位精度是非常有限的。本 文以实际科研项目为背景，对以捷联式惯性导航系统(SINS)为核心，GPS 导航 系统和 COMPASS 为辅助导航设备的自主式水下航行器技术进行了研究，并实现 了导航系统的仿真设计。主要工作有： 首先分析了惯性导航系统和水下机器 人的研究现状以及发展趋势。 其次介绍了惯性导航系统的导航原理和基础理 论，建立了 AUV 坐标系体系，对 AUV 捷联惯导系统进行了详细的力学编排。然 后对捷联惯性导航系统的误差进行了详细的分析，建立了导航参数误差方程， 并对捷联惯性导航系统的初始对准技术进行了讨论。 最后对 SINS/GPS/COMPASS 组合导航进行了探讨，结合卡尔曼滤波技术，建立了组合导 航系统的状态方程和观测方程。在 Matlab 环境下分别对捷联惯性导航系统设计 和组合导航系统设计进行了仿真，仿真结果表明，SINS/GPS/COMPASS 组合导航 对 SINS 误差随时间不断加大的现象起到了较好的抑制作用，适合 AUV 长时间航 行后浮出水面进行导航修正的情况。 由于传统的惯性导航系统很难满足自主式水下机器人(AUV)的精确导航、定位的 要求，仅靠提高惯性传感器的性能来提高的导航、定位精度是非常有限的。本 文以实际科研项目为背景，对以捷联式惯性导航系统(SINS)为核心，GPS 导航 系统和 COMPASS 为辅助导航设备的自主式水下航行器技术进行了研究，并实现 了导航系统的仿真设计。主要工作有： 首先分析了惯性导航系统和水下机器 人的研究现状以及发展趋势。 其次介绍了惯性导航系统的导航原理和基础理 论，建立了 AUV 坐标系体系，对 AUV 捷联惯导系统进行了详细的力学编排。然 后对捷联惯性导航系统的误差进行了详细的分析，建立了导航参数误差方程， 并对捷联惯性导航系统的初始对准技术进行了讨论。 最后对 SINS/GPS/COMPASS 组合导航进行了探讨，结合卡尔曼滤波技术，建立了组合导 航系统的状态方程和观测方程。在 Matlab 环境下分别对捷联惯性导航系统设计 和组合导航系统设计进行了仿真，仿真结果表明，SINS/GPS/COMPASS 组合导航 对 SINS 误差随时间不断加大的现象起到了较好的抑制作用，适合 AUV 长时间航 行后浮出水面进行导航修正的情况。 由于传统的惯性导航系统很难满足自主式水下机器人(AUV)的精确导航、定位的 要求，仅靠提高惯性传感器的性能来提高的导航、定位精度是非常有限的。本 文以实际科研项目为背景，对以捷联式惯性导航系统(SINS)为核心，GPS 导航 系统和 COMPASS 为辅助导航设备的自主式水下航行器技术进行了研究，并实现 了导航系统的仿真设计。主要工作有： 首先分析了惯性导航系统和水下机器 人的研究现状以及发展趋势。 其次介绍了惯性导航系统的导航原理和基础理 论，建立了 AUV 坐标系体系，对 AUV 捷联惯导系统进行了详细的力学编排。然 后对捷联惯性导航系统的误差进行了详细的分析，建立了导航参数误差方程， 并对捷联惯性导航系统的初始对准技术进行了讨论。 最后对 SINS/GPS/COMPASS 组合导航进行了探讨，结合卡尔曼滤波技术，建立了组合导 航系统的状态方程和观测方程。在 Matlab 环境下分别对捷联惯性导航系统设计 和组合导航系统设计进行了仿真，仿真结果表明，SINS/GPS/COMPASS 组合导航 对 SINS 误差随时间不断加大的现象起到了较好的抑制作用，适合 AUV 长时间航 行后浮出水面进行导航修正的情况。 由于传统的惯性导航系统很难满足自主式水下机器人(AUV)的精确导航、定位的 要求，仅靠提高惯性传感器的性能来提高的导航、定位精度是非常有限的。本文以实际科研项目为背景，对以捷联式惯性导航系统(SINS)为核心，GPS 导航 系统和 COMPASS 为辅助导航设备的自主式水下航行器技术进行了研究，并实现 了导航系统的仿真设计。主要工作有： 首先分析了惯性导航系统和水下机器 人的研究现状以及发展趋势。 其次介绍了惯性导航系统的导航原理和基础理 论，建立了 AUV 坐标系体系，对 AUV 捷联惯导系统进行了详细的力学编排。然 后对捷联惯性导航系统的误差进行了详细的分析，建立了导航参数误差方程， 并对捷联惯性导航系统的初始对准技术进行了讨论。 最后对 SINS/GPS/COMPASS 组合导航进行了探讨，结合卡尔曼滤波技术，建立了组合导 航系统的状态方程和观测方程。在 Matlab 环境下分别对捷联惯性导航系统设计 和组合导航系统设计进行了仿真，仿真结果表明，SINS/GPS/COMPASS 组合导航 对 SINS 误差随时间不断加大的现象起到了较好的抑制作用，适合 AUV 长时间航 行后浮出水面进行导航修正的情况。 由于传统的惯性导航系统很难满足自主式水下机器人(AUV)的精确导航、定位的 要求，仅靠提高惯性传感器的性能来提高的导航、定位精度是非常有限的。本 文以实际科研项目为背景，对以捷联式惯性导航系统(SINS)为核心，GPS 导航 系统和 COMPASS 为辅助导航设备的自主式水下航行器技术进行了研究，并实现 了导航系统的仿真设计。主要工作有： 首先分析了惯性导航系统和水下机器 人的研究现状以及发展趋势。 其次介绍了惯性导航系统的导航原理和基础理 论，建立了 AUV 坐标系体系，对 AUV 捷联惯导系统进行了详细的力学编排。然 后对捷联惯性导航系统的误差进行了详细的分析，建立了导航参数误差方程， 并对捷联惯性导航系统的初始对准技术进行了讨论。 最后对 SINS/GPS/COMPASS 组合导航进行了探讨，结合卡尔曼滤波技术，建立了组合导 航系统的状态方程和观测方程。在 Matlab 环境下分别对捷联惯性导航系统设计 和组合导航系统设计进行了仿真，仿真结果表明，SINS/GPS/COMPASS 组合导航 对 SINS 误差随时间不断加大的现象起到了较好的抑制作用，适合 AUV 长时间航 行后浮出水面进行导航修正的情况。 由于传统的惯性导航系统很难满足自主式水下机器人(AUV)的精确导航、定位的 要求，仅靠提高惯性传感器的性能来提高的导航、定位精度是非常有限的。本 文以实际科研项目为背景，对以捷联式惯性导航系统(SINS)为核心，GPS 导航 系统和 COMPASS 为辅助导航设备的自主式水下航行器技术进行了研究，并实现 了导航系统的