基于多尺度理论的水下导航系统信息融合

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于多尺度理论的水下导航系统信息融合硕士研究生：王昱淇指导教师：孙玉山教授学科专业：船舶与海洋结构物设计制造论文主审人：庞永杰教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于多尺度理论的水下导航系统信息融合硕士研究生：王昱淇指导教师：孙玉山教授学位级别：工学硕士学科、专业：船舶与海洋结构物设计制造所在单位：船舶工程学院论文提交日期：2018年03月论文答辩日期：2018年03月学位授予单位：哈尔滨工程大学Classified

2、Index:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngResearchonunderwaternavigationsystemdatafusionalgorithmbasedonMulti-scaleTheoryCandidate:WangYuqiSupervisor:Prof.SunYushanAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:DesignandConstructionofNavalArch

3、itectureandOceanStructureDateofSubmission:February,2018DateofOralExamination:March,2018University: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

4、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

5、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：年月日年月日基于多尺度理论的水下导航系统信息融合摘要水下导航技术是智能水下机器人研究的核心课题。高精度水下导航系统是AUV的关键技术。本文首先对导航系统信息融合的数据融合模型、坐标系空间配准、目标运动模型选择与导航滤波算法等方面做了详细介绍；在小波变换理论与多尺度系统理论的

6、基础上，研究了一类多尺度卡尔曼滤波算法的滤波性能，并针对该算法进行仿真实验分析，提出了改进思路；针对导航系统的非线性滤波问题，提出了基于集合卡尔曼思想的多尺度集合卡尔曼滤波算法以及基于切法向速度模型的多尺度无迹卡尔曼滤波算法。本论文具体研究内容包括以下四个方面：描述了目前制约水下组合导航技术发展的关键问题以及多尺度分析方法解决动态系统估计的特色；在小波变换与信号多尺度表示基础上，探讨构建多尺度系统中的尺度变量选择方法、内部模型和外部模型的实现方法，研究AUV水下组合导航系统的MKF滤波估计算法，通过

7、分析粗细尺度间转换算法与噪声的内在关系，探讨了MKF滤波算法的滤波性能，并提出改进方案；从导航系统的多尺度特性出发，分析水下导航系统数据融合领域的非线性滤波估计方法和信息融合策略，主提出了基于集合卡尔曼思想的多尺度集合卡尔曼滤波算法以及基于切法向速度模型的多尺度无迹卡尔曼滤波算法，并通过仿真计算加以验证；针对多级式导航系统信息融合结构，提出了一种基于多尺度理论的辅助导航信息融合方法，通过仿真验证对该算法有效性进行分析。关键词：AUV，组合导航，信息融合，多尺度系统，小波变换基于多尺度理论的水下导航系

8、统信息融合AbstractUnderwaternavigationtechnologyisthecoreissueofintelligentunderwatervehicleresearch.High-precisionunderwaternavigationsystemisAUV'skeytechnology.BasedontheinformationfusionarchitectureofAUVunderwaternavigationsystem,thispape