【摘要】：隨著世界各國(guó)對(duì)海防建設(shè)和海洋權(quán)益的高度重視,聲學(xué)定位技術(shù)作為水下最為有效的定位導(dǎo)航手段,是國(guó)家海洋學(xué)科領(lǐng)域的重要組成部分。對(duì)多傳感器獲得的信息進(jìn)行融合,可以獲得比原始信息更多的信息量。因此多傳感器數(shù)據(jù)融合在水聲定位技術(shù)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。本課題來(lái)源于水下測(cè)控設(shè)備組網(wǎng)系統(tǒng),該系統(tǒng)將水下合作目標(biāo)高精度定位系統(tǒng)、被動(dòng)水下目標(biāo)航跡測(cè)量系統(tǒng)、長(zhǎng)基線水下導(dǎo)航定位系統(tǒng)等多套現(xiàn)有水下測(cè)控設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)�；谏鲜龆嗵姿聹y(cè)控設(shè)備的工作原理,完成了各系統(tǒng)的精度仿真分析。根據(jù)各測(cè)控設(shè)備的物理特性,確定了利用時(shí)延信息解算目標(biāo)位置,方位信息配合時(shí)延信息來(lái)提高系統(tǒng)的抗距離模糊功能的方案,實(shí)現(xiàn)了對(duì)多模式測(cè)量節(jié)點(diǎn)聯(lián)合定位模型的建立。針對(duì)水下測(cè)控設(shè)備組網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn),完成了數(shù)據(jù)融合定位算法的研究,包括參數(shù)級(jí)融合算法和特征級(jí)融合算法。其中參數(shù)級(jí)融合算法包括優(yōu)化算法、Chan定位算法;特征級(jí)融合算法包括數(shù)據(jù)間支持度矩陣算法、GDOP權(quán)值算法。給出了各算法的定位模型、解算方法和精度仿真驗(yàn)證,完成了各算法的對(duì)比分析。Chan算法較其他算法在定位精度和運(yùn)算速度方面都有較大優(yōu)勢(shì),且受測(cè)時(shí)誤差、測(cè)陣誤差和聲速測(cè)量誤差的影響較小。針對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的工作流程,設(shè)計(jì)了顯控平臺(tái)所必須的功能模塊,包括基礎(chǔ)架構(gòu)、文件管理模塊、視圖模塊、系統(tǒng)初始化、通信模塊、融合解算模塊、顯示跟蹤模塊、事后處理模塊與數(shù)據(jù)顯示模塊,給出了顯控系統(tǒng)中的各模塊的功能、設(shè)計(jì)思想、實(shí)現(xiàn)方法與界面視圖。為了驗(yàn)證軟件功能,利用水下合作目標(biāo)高精度定位系統(tǒng)、長(zhǎng)基線水下導(dǎo)航定位系統(tǒng)和被動(dòng)水下目標(biāo)航跡測(cè)量系統(tǒng)的模擬器,完成了對(duì)本軟件目標(biāo)參數(shù)設(shè)置、網(wǎng)口通信、海指發(fā)送、三維顯示發(fā)送、融合定位解算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、參數(shù)顯示、事后處理等功能的驗(yàn)證,從而證明了上述融合算法的有效性和實(shí)用性,以及定位解算軟件功能的穩(wěn)定性與可靠性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TB56
【圖文】：

圖 1.1 融合結(jié)構(gòu)分類(lèi)數(shù)據(jù)融合算法的角度來(lái)分類(lèi)可將其分為：基于點(diǎn)估計(jì)的數(shù)據(jù)融合方法、基于模型的數(shù)據(jù)融合方法與基于信息理論的數(shù)據(jù)融合方法。常用的融合算法分類(lèi)

2圖 1.2 融合算法分類(lèi)點(diǎn)估計(jì)的數(shù)據(jù)融合算法中，最小方差估計(jì)算法使用過(guò)程中需要估計(jì)概率分布密度和聯(lián)合概率分布密度作為已知條件[6]；卡爾曼濾波算方程和測(cè)量方程作為已知條件[7]；極大似然估計(jì)算法需要觀測(cè)值和概率分布密度作為已知條件[8]；而最小二乘估計(jì)算法不需要上述已知?jiǎng)t為殘差平方最小，在實(shí)際應(yīng)用中最為廣泛[9]。

合作目標(biāo)高精度定位系統(tǒng)作目標(biāo)高精度定位系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)合作目標(biāo)系統(tǒng)，主要由浮標(biāo)聲基分系統(tǒng)兩部分構(gòu)成，其中測(cè)量船船載分系統(tǒng)由船載基站與顯控?zé)o線電通信鏈的方式進(jìn)行通信與數(shù)據(jù)傳輸。站分系統(tǒng)不僅包含 GPS 模塊，可以提供測(cè)量船自身的 GPS 信，可以作為通信橋梁，通過(guò)無(wú)線電傳輸，完成浮標(biāo)系統(tǒng)與顯控收發(fā)。系統(tǒng)的作用是接收目標(biāo)發(fā)射的脈沖信號(hào)并完成信號(hào)處理，將從沖信息與自身 GPS 信息一起打包，通過(guò)無(wú)線電通信，經(jīng)由船載新一代浮標(biāo)由一個(gè)水聽(tīng)器結(jié)構(gòu)升級(jí)至三個(gè)水聽(tīng)器結(jié)構(gòu)，可同時(shí)號(hào)，改善水文條件對(duì)信號(hào)檢測(cè)的影響，提高系統(tǒng)的定位精度。系統(tǒng)是整個(gè)定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)匯集與處理的核心，主要功能是監(jiān)測(cè)、向其他分系統(tǒng)發(fā)送通信指令、接收各浮標(biāo)發(fā)送的脈沖信息數(shù)挑選、還原、解算，最終將目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡打印到屏幕。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 尚海;;基于時(shí)間差和角度的數(shù)據(jù)融合定位算法研究[J];信息技術(shù);2014年11期

2 李夏;;水下制導(dǎo)多目標(biāo)跟蹤關(guān)鍵技術(shù)研究[J];企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā);2014年23期

3 李森;趙健飛;;分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于數(shù)據(jù)融合的目標(biāo)定位算法研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2013年19期

4 于平;謝勝;;水聲定位實(shí)時(shí)抗距離模糊方法[J];艦船電子工程;2012年01期

5 趙峰;趙清華;陳宏濱;;基于RSSI加權(quán)數(shù)據(jù)融合的TDOA定位算法[J];桂林電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2011年04期

6 劉若辰;王英民;甘甜;;基于線性最小二乘方法的多基地聲吶定位算法[J];電聲技術(shù);2011年06期

7 康健;左憲章;唐力偉;張西紅;李浩;;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合技術(shù)[J];計(jì)算機(jī)科學(xué);2010年04期

8 黃漫國(guó);樊尚春;鄭德智;邢維巍;;多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究進(jìn)展[J];傳感器與微系統(tǒng);2010年03期

9 張賓;孫長(zhǎng)瑜;;水聲信號(hào)處理中的多傳感器數(shù)據(jù)融合[J];傳感器與微系統(tǒng);2007年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 鄒吉武;多基地聲納關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

2 付進(jìn);長(zhǎng)基線定位信號(hào)處理若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

3 楊娟;水下動(dòng)目標(biāo)被動(dòng)跟蹤關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 張建喜;基于長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)的水聲定位技術(shù)研究[D];東華理工大學(xué);2012年

2 那麗麗;長(zhǎng)基線水下定位導(dǎo)航系統(tǒng)顯控軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

3 王怡;基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的水聲定位算法研究[D];中北大學(xué);2009年

4 潘俊霞;水聲被動(dòng)定位系統(tǒng)PC機(jī)軟件設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

5 劉俊;長(zhǎng)基線水下導(dǎo)航定位技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

6 王逸林;水下目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)聲學(xué)信號(hào)處理[D];哈爾濱工程大學(xué);2002年

本文編號(hào)：2793399