“玄武號”AUV組合導航系統(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)任務對AUV的要求越來越高，作為AUV重要組成部分的導航系統(tǒng)的精度也在不斷提高。單獨的捷聯慣性導航系統(tǒng)在長時間的航行過程中，導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)等輔助設備，能夠有效的提高組合導航系統(tǒng)的精度，從而滿足AUV長時間、遠航程的導航精度要求。
　　本文首先

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

3、統(tǒng)進行了數學模型的建立，兩者均采用了經典的卡爾曼濾波算法，最后通過MATLAB數值仿真對組合導航系統(tǒng)的性能進行了分析比較。
　　為了讓仿真結果能更好的應用于實踐，本論文同時在組合導航系統(tǒng)的工程應用方面做出了一定的探索。該導航系統(tǒng)是應用于課題組研制的“玄武號”AUV上，包含導航系統(tǒng)的硬件部分和軟件部分。其中硬件部分有導航計算機、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