深海auv多源导航信息融合方法研究

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1、乘兩？參：ｋ博±学位论文深海ＡＵＶ多源导航信息融合方法研究专业名称：导航、制导与控制研究生姓名：圭憂导师姓名；程向红ＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＭＵＬＴＩ－ＳＯＵＲＣＥＮＡＶＩＧＡＴＩＯＮＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＦＵ别ＯＮＭＥＴＨＯＤＦＯ民－ＤＥＥＰＳＥＡＡＵＶＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＢＹＷａｎＬｅｉｇＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆ．ＣＨＥＮＧＸｉａｎｈｏｎｇｇＳｃｈｏｏｌｏｆｉｎｓｔ

2、ｒｕｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔＮａｎｉｎＰ．Ｒ．Ｃｈｉｎａｙ，ｊｇ，Ｍａｙ２０１５东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究．论文中不包含其他人已经发成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明。与我并表示了谢意。、支痴

3、州（在、日期Ｉ研究生签名：：东南大学学位论文使用巧校声明、东南大学、中国科学技术信息研究所国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的。复印件和电子文档，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文本人电子文档的内一容和纸质论文的内容相致．，可。除在保密期内的保密论文外允许论文被查阅和借阅Ｗ公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。王如少．？硏究生签名：导师签么曰期：／ｍ摘要自主水下航行器（ＡＵＶ）是开

4、发利用深海资源、调查深海环境、利用深海空间的关键，而精度高技术装备、稳定性好的导航定位系统是自主水下航行器安全、可靠地执行水下任务的技术保障。对多源导航信息融合方法的研究是提高自主水下航行器导航定位精一ＡＵＶ多源导１＾度＾１及可靠性的重要手段之。本文？，研１＾深海航信息融合方法为主题究工作主要围绕非线性非高斯滤波算法、导航传感器数据降噪方法、多模型状态估汁理论Ｗ及在水下航行器组合导航系统中的应用：。论文的主要内容如下１．针对非线性，、非高斯状态估许问题研究高斯和确定采样型滤波算法。推导非线性贝叶斯滤

5、波理论框架，对高斯确定采样型滤波算法进行分析，并对利用数值积分进行一非线性近似的方法进行研究，建立了种通过概率密度函数进行采样点选取的高阶无迹一卡尔曼滤波算法，将其与高斯和滤波理论相结合，提出种高斯和高阶无迹卡尔曼滤波算法，数值仿真实验结果表明该算法能够兼顾估计精度和汁算复杂度，性能优于现有的高斯和滤波器。２．为Ｔ解决水下航行器组合导航系统由于外部环境变化、机械振动Ｗ及水声信号多径效应等噪声干扰，研究导航传感器数据降噪方法。分析ＡＵＶ各导航传感器的王作，原理Ｗ及引起测量误差的原因并建立各传感器的误差

6、模型；对基于小波变换和经验模型分解的信号降噪方法进行研究，将送两种方法应用于水下航行器各传感器数据预处理中，仿真实验结果表明，两种降噪方法均有助于提升ＡＵＶ组合导航估计精度，基于经验模态分解的降噪方法有较好的自适应能力。３，．针对水下航行器组合导航系统噪声统计特性不确定的情况研究基于多模型估计的组合导航信息顯合方法，分析交互。对基于多模型估计理论的状态估计方法进行研究一式多模型算法，利用模型集自适应策略中的期望模式修正思想对其进行改进，提出种ＳＩＮＳＤＶＬ组合导期望模式修正的交互式多模型估计算法，在

7、／航系统中对该方法进行仿，真实验，结果表明改进的方法能够在适度增加计算复杂度的情况下提升组合导航系统估计精度及算法稳定性。４．针对交互式多模型算法中模型转移概率更新对量测噪声变化过于敏感、模型概率，对模型转换概率自适应交互式多模型方法进行研究计算容易出现不稳定的问题。分析一，引起模型概率计算不准确的因素，对改进的新息交互式多模型算法进行研究提出种基于贝叶斯网络的交互式多模型估计方法，对ＡＵＶ组合导航系统中隐含的因果信息进行分析，建立贝叶斯网络，并通过ＳＩＮＳ／ＤＶＬ／ＴＡＮ／ＭＣＰ組成的ＡＵＶ组合导

8、航系统进行仿真实验验证，结果表明提出的算法能够解决交互式多模型估计中存在的模型切换滞后问题，提高ＡＵＶ姐合导航系统的状态估计精度。Ｉ东南大学博＋学位论文５．为了提高水下航行器多源导航信息融合方法的实时性、灵活性Ｗ及容错能力，对一联邦多模型估计信息融