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《哈尔滨工程大学》 2010年
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综合舰桥系统信息集成处理技术研究

栾厚斌  
【摘要】: 本文以综合舰桥及其组合导航系统为研究对象,研究了综合舰桥系统体系结构设计、高精度容错组合导航联邦滤波设计、基于鲁棒滤波的联邦滤波设计等问题。主要的研究内容可概述如下: 1.研究了综合舰桥系统体系结构的设计方案。从系统总体设计的角度,分析了综合舰桥系统的基本功能、组成要素、信息流程、连接方式、层次划分与设计规范,设计了包括运作体系结构、系统体系结构和技术体系结构的三维系统体系结构。其中运作体系结构规定了系统的任务与信息流程;系统体系结构界定了系统的组成元素和元素之间的连接方式;技术体系结构规定了系统设计应遵循的技术标准和规范。本文提出的综合舰桥系统体系结构,为系统总体设计提供了理论框架。 2.研究了综合舰桥组合导航系统的多元信息融合技术。建立了捷联惯导(SINS)、GPS、北斗导航系统(BD)、罗兰C(LC)和多普勒测速系统(DVS)的误差模型;设计了一种基于局部反馈校正的无重置联邦滤波器,推导了基于该滤波器的信息融合算法;对综合舰桥SINS/GPS/BD/ LC/DVS组合导航系统基于局部反馈校正的无重置联邦滤波器进行了设计,并分别采用Carlson提出的无重置联邦滤波器和基于局部反馈校正无重置联邦滤波器进行了仿真比较分析。 3.研究了基于极大似然准则自适应卡尔曼滤波及其在综合舰桥多元信息组合导航系统中的应用。首先对利用极大似然估计准则提出的一种自适应卡尔曼滤波算法进行了介绍。该算法是利用极大似然准则对系统噪声方差阵和量测噪声方差阵通过实时调整以反映噪声特性的变化,使滤波器能更好地适应系统噪声和量测噪声的统计特性的变化。最后设计了基于极大似然准则自适应卡尔曼滤波算法的综合舰桥SINS/GPS/BD/ LC/DVS组合导航系统无重置联邦滤波器,并进行了仿真分析。 本文研究的创新点主要有以下几个方面: 1.提出了三维综合舰桥系统体系结构,包括运作体系结构、系统体系结构与技术体系结构,为系统总体设计提供了理论框架; 2.由于Carlson提出的无重置联邦滤波器长时间滤波将导致系统出现非线性从而引起滤波发散,针对这一问题,提出了一种基于局部反馈校正的无重置联邦滤波器,推导了该滤波器的信息融合算法;该联邦滤波器与Carlson提出的无重置联邦滤波器相比,两者具有相同的容错性能而该联邦滤波器的滤波精度更高。 3.对基于极大似然准则的自适应卡尔曼滤波算法进行了研究,针对系统噪声方差阵和量测噪声方差阵不确切知道的情况,设计了基于极大似然准则自适应卡尔曼滤波的无重置联邦滤波器并进行了仿真分析,证明了其比基于常规卡尔曼滤波的无重置联邦滤波器具有更好的适用性和更高的精度。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP311.52

【参考文献】
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