水下航行器作為探索水下領域的重要工具,逐漸受到國內(nèi)外的廣泛關注,水下航行器不論是在軍事領域還是在民用領域都發(fā)揮著重要的作用,隨著海洋領域的不斷研究,人們對水下航行器的性能提出了更高的要求。研究水下航行器在運動過程中的姿態(tài)軌跡,對于評價水下航行器的性能具有重要的價值。同時面對著復雜的水下環(huán)境,高精度的水下定位能夠為水下作業(yè)提供可靠的保障。因此本文對單體水下航行器的定位展開研究。論文的主要工作有:1、分析研究了導航系統(tǒng)中傳感器的工作原理以及傳感器的數(shù)據(jù)存儲方式,并且設計了容器數(shù)據(jù)結(jié)構,用來高效地存儲傳感器數(shù)據(jù),提高了數(shù)據(jù)的處理效率。2、基于慣性導航的工作原理,重點分析了姿態(tài)矩陣的解算,設計算法對姿態(tài)矩陣進行求解,同時根據(jù)航行器在運動過程中的受力分析,利用傳感器數(shù)據(jù)建立速度與位置解算模型,通過VC++編寫了位置解算的底層算法,并通過解算后的數(shù)據(jù)進行對比分析,驗證算法程序設計的合理性。3、結(jié)合慣性導航定位中的關鍵誤差源,設計了地磁濾波算法。以貝葉斯理論為基礎,分別研究了經(jīng)典的線性卡爾曼濾波算法、擴展卡爾曼濾波算法、無跡卡爾曼濾波算法以及容積卡爾曼濾波算法,并對算法的特性設計實驗進行對比分析,最...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 水下航行器軌跡解算與三維顯示研究發(fā)展狀況
        1.2.1 全球?qū)Ш蕉ㄎ卉壽E
        1.2.2 圖像定位軌跡
        1.2.3 水聲定位軌跡
        1.2.4 慣性導航定位
        1.2.5 三維顯示研究
    1.3 課題研究現(xiàn)狀與意義
    1.4 論文的研究結(jié)構與主要內(nèi)容
2 數(shù)據(jù)文件讀取
    2.1 導航數(shù)據(jù)介紹
        2.1.1 數(shù)據(jù)來源
        2.1.2 傳感器數(shù)據(jù)文件格式
    2.2 傳感器數(shù)據(jù)結(jié)構的創(chuàng)建
    2.3 數(shù)據(jù)讀取
    2.4 本章小結(jié)
3 位置解算算法研究
    3.1 慣性導航系統(tǒng)的構成
    3.2 常用的坐標系
    3.3 坐標系之間的轉(zhuǎn)換
        3.3.1 矩陣轉(zhuǎn)換過程
        3.3.2 轉(zhuǎn)換矩陣的實現(xiàn)
    3.4 位置解算
        3.4.1 加速度分析
        3.4.2 速度分析
        3.4.3 位置分析
    3.5 位置解算實現(xiàn)
    3.6 本章小結(jié)
4 濾波器設計
    4.1 貝葉斯理論
    4.2 高斯域濾波算法
        4.2.1 高斯域線性濾波算法
        4.2.2 高斯域非線性濾波算法
    4.4 卡爾曼融合磁場強度位置求解
        4.4.1 卡爾曼濾波設計流程
        4.4.2 地磁理論
        4.4.3 地磁濾波器設計
    4.5 地磁濾波位置實現(xiàn)
    4.6 算法仿真分析
    4.7 本章小結(jié)
5 OpenGL三維可視化模型創(chuàng)建
    5.1 OpenGl+Windows框架搭建
        5.1.1 OpenGL框架
        5.1.2 Windows框架
    5.2 三維航行器模型創(chuàng)建
        5.2.1 基本圖形
        5.2.2 圖形變換
        5.2.3 航行器模型創(chuàng)建
    5.3 運行環(huán)境搭建
    5.4 文字顯示
        5.4.1 常規(guī)文字顯示
        5.4.2 平面漢字顯示
    5.5 軟件仿真
    5.6 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝



本文編號：3807154