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基于单信标测距的水下导航系统可观测性分析
  • ISSN号:1000-2758
  • 期刊名称:西北工业大学学报
  • 时间:0
  • 页码:87-92
  • 分类:TP242.3[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]西北工业大学航海学院,陕西西安710072
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金(50979093)及新世纪优秀人才计划(NCET-06-0877)资助
  • 相关项目:基于单领航者距离测量的多AUV协同导航方法研究
中文摘要:

导航问题是发展自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)所面临的难题之一。针对单信标测距导航方法中的系统可观测性问题,文章通过建立AUV的三维运动学模型,利用线性时变系统的局部可观测性理论得到了导航系统关于AUV三维运动路径的可观测性条件,在此条件下实现了对AUV运动位置的在线估计。仿真结果表明,对于满足导航系统可测观性的运动路径,AUV的位置估计具有良好的收敛性和定位精度。

英文摘要:

Precise navigation is one of the most important challenges for developing an autonomous underwater vehicle (AUV). Aiming at the observability of the underwater navigation system for range measurement with a beacon, we obtain the observability conditions in relation single to three-dimensional trajectories of AUV through the kinematic model of AUV and the local observability theory of a linear time-varying system. Subsection 1.3 explains mathematically in some detail the observability conditions ; eqs. ( 11 ) and ( 12 ) are particularly worth paying attention to. Section 2 utilizes the extended Kalman filtering navigation algorithm to implement the online estimation of the position of the AUV under the observability conditions. Section 3 simulates the estimation of the AUV' s position ; the simulation results, given in Figs. 4 and 5, and their analysis show preliminarily that our observability anal- ysis method can effectively do the real-time data updating for the underwater navigation system, reduce its complexity, thus estimating the AUV' s position with good convergence and positioning accuracy under the condition that the three-dimensional trajectories of AUV are observable.

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期刊信息
  • 《西北工业大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
  • 主办单位:西北工业大学
  • 主编:胡沛泉
  • 地址:西安市友谊西路127号(西工大校园158号信箱)
  • 邮编:710072
  • 邮箱:xuebao@mwpu.edu.cn
  • 电话:029-88495455
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-2758
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1070/T
  • 邮发代号:52-182
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:10173