綜合艦橋系統(tǒng)信息集成處理技術研究.pdf

1、本文以綜合艦橋及其組合導航系統(tǒng)為研究對象,研究了綜合艦橋系統(tǒng)體系結構設計、高精度容錯組合導航聯(lián)邦濾波設計、基于魯棒濾波的聯(lián)邦濾波設計等問題。主要的研究內容可概述如下:
　　 1.研究了綜合艦橋系統(tǒng)體系結構的設計方案。從系統(tǒng)總體設計的角度,分析了綜合艦橋系統(tǒng)的基本功能、組成要素、信息流程、連接方式、層次劃分與設計規(guī)范,設計了包括運作體系結構、系統(tǒng)體系結構和技術體系結構的三維系統(tǒng)體系結構。其中運作體系結構規(guī)定了系統(tǒng)的任務與信息流程;

2、系統(tǒng)體系結構界定了系統(tǒng)的組成元素和元素之間的連接方式;技術體系結構規(guī)定了系統(tǒng)設計應遵循的技術標準和規(guī)范。本文提出的綜合艦橋系統(tǒng)體系結構,為系統(tǒng)總體設計提供了理論框架。
　　 2.研究了綜合艦橋組合導航系統(tǒng)的多元信息融合技術。建立了捷聯(lián)慣導(SINS)、GPS、北斗導航系統(tǒng)(BD)、羅蘭C(LC)和多普勒測速系統(tǒng)(DVS)的誤差模型;設計了一種基于局部反饋校正的無重置聯(lián)邦濾波器,推導了基于該濾波器的信息融合算法;對綜合艦橋SINS

3、/GPS/BD/LC/DVS組合導航系統(tǒng)基于局部反饋校正的無重置聯(lián)邦濾波器進行了設計,并分別采用Carlson提出的無重置聯(lián)邦濾波器和基于局部反饋校正無重置聯(lián)邦濾波器進行了仿真比較分析。
　　 3.研究了基于極大似然準則自適應卡爾曼濾波及其在綜合艦橋多元信息組合導航系統(tǒng)中的應用。首先對利用極大似然估計準則提出的一種自適應卡爾曼濾波算法進行了介紹。該算法是利用極大似然準則對系統(tǒng)噪聲方差陣和量測噪聲方差陣通過實時調整以反映噪聲特性的

4、變化,使濾波器能更好地適應系統(tǒng)噪聲和量測噪聲的統(tǒng)計特性的變化。最后設計了基于極大似然準則自適應卡爾曼濾波算法的綜合艦橋SINS/GPS/BD/LC/DVS組合導航系統(tǒng)無重置聯(lián)邦濾波器,并進行了仿真分析。
　　 本文研究的創(chuàng)新點主要有以下幾個方面:
　　 1.提出了三維綜合艦橋系統(tǒng)體系結構,包括運作體系結構、系統(tǒng)體系結構與技術體系結構,為系統(tǒng)總體設計提供了理論框架:
　　 2.由于Carlson提出的無重置聯(lián)邦濾波

5、器長時間濾波將導致系統(tǒng)出現(xiàn)非線性從而引起濾波發(fā)散,針對這一問題,提出了一種基于局部反饋校正的無重置聯(lián)邦濾波器,推導了該濾波器的信息融合算法;該聯(lián)邦濾波器與Carlson提出的無重置聯(lián)邦濾波器相比,兩者具有相同的容錯性能而該聯(lián)邦濾波器的濾波精度更高。
　　 3.對基于極大似然準則的自適應卡爾曼濾波算法進行了研究,針對系統(tǒng)噪聲方差陣和量測噪聲方差陣不確切知道的情況,設計了基于極大似然準則自適應卡爾曼濾波的無重置聯(lián)邦濾波器并進行了仿真