分布式导航系统容错机制关键技术的研究

《分布式导航系统容错机制关键技术的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofD.EngThekeyTechnologyResearchonDistributedNavigationSysteminFaultTolerantMechanismCandidate:ZHANGJiaLinSupervisor:ProfessorZHAOLinAcademicDegreeAppliedfor:DoctorofEngineeringSpecialty:Navigation,Guidancean

2、dControlDateofSubmission:Dec,2012DateofOralExamination:May,2013University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方

3、式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大

4、学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日分布式导航系统容错机制关键技术研究摘要为使分布式导航系统在GPS故障或信号中断时能够继续完成导航任务并完成作战计划，有必要提高分布式导航系统的容灾容错性能，即研究分布式容错导航仿真平台，导航信息存储数据结构、导航节点间通信协议、分布式导航系统的容错算法四个方面的容错关键技术。由于容错机制的本质是在系统出现故障时各功能单元

5、继续执行所要求功能的能力，在分布式导航系统中以通过GPS得到的定位数据为基础进行导航，因此对系统中GPS定位数据进行有效管理和合理利用，能够完成在GPS信号中断状况下快速恢复分布式导航系统各节点的通信功能和导航功能，论文都是围绕如何运用分布式导航系统中各节点既有的GPS“残迹”交互信息和寻路导航展开论述。本文主要从分布式导航系统容错机制中容错系统仿真平台和容错算法两个方面进行深入研究和改进，以满足分布式导航系统的容错要求。论文主要研究内容如下：1.运用兵棋推演系统进行分布式导航系统容错算法仿真。由于传统

6、的兵棋推演系统采用人工驱动方式，即对象间的信息交互完全由人工交互实现，需要完成的工作量巨大，导致系统中的若干干扰因素都被忽略，在对容错导航算法进行仿真验证时将严重失真，因此将消息驱动机制引入兵棋推演系统的系统结构与功能模块中，解决兵棋系统驱动的自动化问题和对象间的通信问题，通过设计人机接口模块、消息驱动模块、棋盘和棋子的结构，在单位棋子节点中引入导航数据结构和属性，可以加载本文提出的基于GPS“残迹”的容错导航算法；同时，添加大量的仿真测试接口，以便测试不同的导航算法。经与传统兵棋系统仿真测试进行比较，

7、完成相似任务的时耗降低50%左右，人工干预次数仅是传统系统的25%，CPU负载率降低了15%。2.研究移动自组织网络中的对等节点容错导航算法（GVDN）。在故障时系统中各节点将脱离GPS信号，因无法继续完成导航，造成迷航等问题，而移动自组织网络能够在不依托固定通讯设施的基础上，支持节点动态的通信，并能较好控制流量，因此提出一种基于移动自组织网络的对等节点容错导航算法，以解决分布式导航系统中的容错问题。该算法以故障前的GPS“残迹”数据为基础，设计“残迹”存储的数据结构、系容错通信协议、电子地图接口、人机

8、接口和对等节点交互协议和算法的流程。在“残迹”采集与处理模块应用朴素贝叶斯分类法对已获得“残迹”和关键点进行分类、在道路预测与评估模块中采用智能曲线识别算法对道路或可行路径的相似性进行判断。经兵棋推演系统仿真试验，协议具有较强的抗死锁能力，平均通信信道占用率均未达到峰值，平均内存占用量控制在10M以内，容错过程中时耗和CPU占用率均有所降低。3.研究群组分布式容错导航算法（GFTN）。由于对等节点容错导航算法在节点数I哈尔滨工程大学博士学位