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地磁匹配用于水下载体导航的初步分析 被引量:31
1
作者 郝燕玲 赵亚凤 胡峻峰 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2008年第2期594-598,共5页
随着地磁场模型的日趋完善和滤波技术的不断成熟,地磁匹配方法在近几年得到迅速发展,它一般用于近地卫星,还未用于海洋环境.针对这一问题,本文结合地磁场特点和海洋地磁测量的现状,分析了水下地磁匹配的可行性.分别从匹配的地磁模型和... 随着地磁场模型的日趋完善和滤波技术的不断成熟,地磁匹配方法在近几年得到迅速发展,它一般用于近地卫星,还未用于海洋环境.针对这一问题,本文结合地磁场特点和海洋地磁测量的现状,分析了水下地磁匹配的可行性.分别从匹配的地磁模型和测量值中存在干扰磁场两方面,指出了制约该技术发展的几个因素.在此基础上,提出了地磁用于水下载体定位的两条技术途径,一是用小波变换滤去地磁异常,与大尺度地磁模型匹配定位;另外,也提出了利用地磁异常,结合同时定位与构图(SLAM)算法实现自主导航. 展开更多
关键词 地磁场 水下载体 导航 匹配
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地形匹配辅助导航中匹配区域的选择 被引量:21
2
作者 郑彤 蔡龙飞 +1 位作者 王志刚 边少锋 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期191-196,共6页
利用海底地形匹配辅助导航是水下载体导航技术致力研究的新方向。通过多波束测深系统测量获得的真实地形数据,采用ICCP算法为对准匹配算法,分析了实测地形的统计特征对相关匹配性能的影响,给出了地形匹配区域选择准则,并在实测地形图上... 利用海底地形匹配辅助导航是水下载体导航技术致力研究的新方向。通过多波束测深系统测量获得的真实地形数据,采用ICCP算法为对准匹配算法,分析了实测地形的统计特征对相关匹配性能的影响,给出了地形匹配区域选择准则,并在实测地形图上利用匹配算法对此进行了仿真研究,从而得到水下载体的最佳匹配位置,提高水下载体的导航精度。 展开更多
关键词 水下载体 多波束测深系统 ICCP算法 地形匹配 导航 匹配区域
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基于ICCP匹配算法的海底地形匹配辅助导航 被引量:10
3
作者 郑彤 边少锋 王志刚 《海洋测绘》 2008年第2期21-23,28,共4页
利用海底地形辅助导航是水下载体导航技术致力研究的新方向,采用ICCP算法作为对准匹配算法,利用实测地形数据和已知地形数据库,进行仿真计算,修正惯性导航系统累计误差,得到水下载体的最佳匹配位置,以提高水下载体的导航精度。
关键词 水下载体 ICCP算法 地形匹配 导航
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INS/DVL组合导航系统在水下载体中运用研究 被引量:8
4
作者 刘慧 王丰乐 《青岛大学学报(工程技术版)》 CAS 2002年第1期6-8,16,共4页
根据水下载体长时间在水下航行的特点 ,建立了INS/DVL组合导航的工作模式 ,推导了该组合模式的组合形式和卡尔曼滤波算法 ,并通过计算机仿真技术分析了INS/DVL组合导航系统的性能和精度。
关键词 惯性导航系统 多卜勒速度计程系统 水平阻尼 组合导航 卡尔曼滤波 导航精度 水下载体 INS DVL
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偶极子磁场测量误差对水下载体定位精度影响 被引量:9
5
作者 黄玉 郝燕玲 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期76-81,共6页
将水下地磁异常视为偶极子磁性目标,通过安装在载体上的测量装置测量磁性目标磁场大小与梯度来确定目标与载体间的相对位置.分析了由于磁传感器轴间非正交、增益不一致与零点漂移以及磁传感器安装中心偏差和指向不一致等因素所引起的磁... 将水下地磁异常视为偶极子磁性目标,通过安装在载体上的测量装置测量磁性目标磁场大小与梯度来确定目标与载体间的相对位置.分析了由于磁传感器轴间非正交、增益不一致与零点漂移以及磁传感器安装中心偏差和指向不一致等因素所引起的磁场大小和梯度测量误差,及对水下载体定位精度的影响,并对此进行了数值仿真.结果表明,与磁场梯度相比磁场大小相对误差较小,受误差源的影响较小;相比于安装中心错位和指向偏差,磁传感器的三轴正交性、轴间增益一致性等对磁场梯度测量精度的影响最为明显.水下磁异常定位算法的误差随磁场梯度误差增加而增大,为获得高精度定位必须采用性能优良的磁传感器或对其进行补偿. 展开更多
关键词 地磁辅助导航 磁偶极子 磁场梯度 测量误差 水下载体 定位
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Fuzzy neural network control of underwater vehicles based on desired state programming 被引量:6
6
作者 LIANG Xiao LI Ye XU Yu-ru WAN Lei QIN Zai-bai 《Journal of Marine Science and Application》 2006年第3期1-4,共4页
Due to the nonlinearity and uncertainty, the precise control of underwater vehicles in some intelligent operations hasn’t been solved very well yet. A novel method of control based on desired state programming was pr... Due to the nonlinearity and uncertainty, the precise control of underwater vehicles in some intelligent operations hasn’t been solved very well yet. A novel method of control based on desired state programming was presented, which used the technique of fuzzy neural network. The structure of fuzzy neural network was constructed according to the moving characters and the back propagation algorithm was deduced. Simulation experiments were conducted on general detection remotely operated vehicle. The results show that there is a great improvement in response and precision over traditional control, and good robustness to the model’s uncertainty and external disturbance, which has theoretical and practical value. 展开更多
关键词 underwater vehicle motion control fuzzy neural network desired state programming
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水下地磁导航技术中的地磁场空间差分测量方法 被引量:6
7
作者 赵塔 朱小宁 +1 位作者 程德福 周志坚 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期316-322,共7页
为了实现水下载体对地磁场的精确测量,提高地磁辅助导航的精度,提出了一种基于多传感器的空间差分地磁场三分量测量方法。首先,分析了水下载体周围磁场的种类及空间分布特性,并建立了磁矢量传感器新的测量模型。然后,利用干扰磁场自身... 为了实现水下载体对地磁场的精确测量,提高地磁辅助导航的精度,提出了一种基于多传感器的空间差分地磁场三分量测量方法。首先,分析了水下载体周围磁场的种类及空间分布特性,并建立了磁矢量传感器新的测量模型。然后,利用干扰磁场自身特性以及和地磁场之间的耦合关系构建方程组,推导出空间差分模型表达式。最后,通过仿真分析和地面实验分别将本文方法与传统测量方法进行了对比。结果表明:当外界干扰磁场为1000nT时,差分测量结果能使测量误差控制在150nT以内,很好地抑制了干扰源对地磁场测量造成的影响,提高了水下载体地磁场三分量测量的抗干扰能力。 展开更多
关键词 信息处理技术 水下载体 地磁导航 空间差分模型 干扰磁场
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区域地磁测量实验及水下载体对周围磁场的影响分析 被引量:4
8
作者 张杨 康崇 +2 位作者 吕金库 杨月芳 张悦 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期205-208,共4页
水下载体和磁力仪的匹配是水下地磁导航的关键技术之一。为了完成匹配实验,首先要选择地磁场平缓的局部区域,基于这一目的进行了局域地磁场的测量,并通过克里金插值法构建地磁图,给出基于克里金插值的局部二维和三维地磁图。从地磁图上... 水下载体和磁力仪的匹配是水下地磁导航的关键技术之一。为了完成匹配实验,首先要选择地磁场平缓的局部区域,基于这一目的进行了局域地磁场的测量,并通过克里金插值法构建地磁图,给出基于克里金插值的局部二维和三维地磁图。从地磁图上可以找到磁异常区域和地磁平缓区域,并在地磁平缓区域进行有无水下载体的地磁空间测量。由于载体主要由铁磁物质组成,安装在载体上的传感器所测量的磁场除了地磁场以外,还有载体硬磁材料产生的固有磁场以及载体内机电设备产生的磁场。因此,如何从复杂的磁场环境中提取地磁场信息是实时测量的一大难题。基于载体的空间磁测,利用传感器测量值构建载体磁场的数学模型,分析了水下载体对周围磁场的影响,为水下载体与磁力仪的匹配和水下磁测提供了理论和实验依据。 展开更多
关键词 地磁图 水下载体 磁异常 插值算法
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基于卡尔曼滤波的地形辅助导航 被引量:4
9
作者 周亦军 郑彤 《舰船电子工程》 2012年第4期54-56,共3页
利用海底地形辅助导航是水下载体导航技术致力研究的新方向。该文利用多波束测深系统测量真实地形数据,在此实测地形图的基础上,采用ICCP算法为对准匹配算法,得到水下载体的最佳匹配位置,提高水下载体的导航精度。并利用仿真以平台式惯... 利用海底地形辅助导航是水下载体导航技术致力研究的新方向。该文利用多波束测深系统测量真实地形数据,在此实测地形图的基础上,采用ICCP算法为对准匹配算法,得到水下载体的最佳匹配位置,提高水下载体的导航精度。并利用仿真以平台式惯导系统为例,用卡尔曼滤波对惯导系统误差进行最优估计,取得了较好的效果。 展开更多
关键词 水下载体 多波束测深系统 ICCP算法 地形匹配 导航
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基于定点磁标的水下导航定位方法研究 被引量:4
10
作者 徐冠雷 吉春生 葛德宏 《天津航海》 2004年第2期57-59,共3页
通过对水下定点磁标进行三维磁探测 ,获得载体当前位置与磁标点的相对位置 ,从而获得一个相对比较准确的定位点 ,应用卡尔曼滤波技术根据多次探测点的信息进行数据融合获得位置修正 ,从而可以得到可靠的、精确的定位信息。仿真结果证明... 通过对水下定点磁标进行三维磁探测 ,获得载体当前位置与磁标点的相对位置 ,从而获得一个相对比较准确的定位点 ,应用卡尔曼滤波技术根据多次探测点的信息进行数据融合获得位置修正 ,从而可以得到可靠的、精确的定位信息。仿真结果证明此方法可以为水下载体的定位提供一种有效途径。 展开更多
关键词 导航 定位方法 卡尔曼滤波技术 三维磁探测仪 水下载体
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海底地形辅助导航SITAN算法的改进 被引量:4
11
作者 郑彤 王志刚 边少峰 《舰船电子工程》 2008年第7期69-71,共3页
利用海底地形辅助导航是水下载体导航技术致力研究的新方向,在利用多波束测深系统测量真实地形数据的基础上,采用SITAN算法作为对准匹配算法,对传统的SITAN算法加以改进,进行仿真计算,得到水下载体的最佳匹配位置,以提高水下载体的导航... 利用海底地形辅助导航是水下载体导航技术致力研究的新方向,在利用多波束测深系统测量真实地形数据的基础上,采用SITAN算法作为对准匹配算法,对传统的SITAN算法加以改进,进行仿真计算,得到水下载体的最佳匹配位置,以提高水下载体的导航精度。仿真结果表明,改进后的SITAN算法更能满足导航的精度要求。 展开更多
关键词 水下载体 SITAN算法 多波束测深系统 地形匹配 导航
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有限深海域的海浪感应磁场 被引量:3
12
作者 张杨 康崇 吕金库 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期593-595,共3页
搭载磁力仪阵列的水下载体在海洋磁力测量中基本不受人类活动的电磁噪声干扰,但是受海洋环境的电磁噪声影响较大。当海浪运动所产生感应电磁场噪声与要检测的目标磁场量级、频带接近时,这些感应磁场噪声就成了不可忽略的干扰源。在Weave... 搭载磁力仪阵列的水下载体在海洋磁力测量中基本不受人类活动的电磁噪声干扰,但是受海洋环境的电磁噪声影响较大。当海浪运动所产生感应电磁场噪声与要检测的目标磁场量级、频带接近时,这些感应磁场噪声就成了不可忽略的干扰源。在Weaver模型基础上,建立了有限深水域海浪感应电磁场的数学模型,对有限深水域,特别是海洋大陆架范围内,对海浪运动产生的感应磁场进行求解,初步得到了感应地磁场与波高、海洋深度等参数的变化规律。这些研究为磁场实测提供了参考,对海洋磁测中波动数据的解释、反演、减小磁测噪声、提高测量精度有积极的意义。 展开更多
关键词 Weaver模型 感应磁场 水下载体 海洋磁测
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可变角度换能器在海底沉积物声学原位测量应用的探讨 被引量:1
13
作者 曾洁莹 吴百海 +1 位作者 邹大鹏 吴锦虹 《海洋技术》 2008年第1期32-36,共5页
海底沉积物的声学测量是海底测深的关键技术之一,应用于海底地形地貌测量、海洋矿产资源开采和海底工程建设等。海底沉积物声学测量方法中的原位测量方法可以避免保真采样法的强扰动性和遥测法的准确度、精度及灵敏度的不确定性等缺点,... 海底沉积物的声学测量是海底测深的关键技术之一,应用于海底地形地貌测量、海洋矿产资源开采和海底工程建设等。海底沉积物声学测量方法中的原位测量方法可以避免保真采样法的强扰动性和遥测法的准确度、精度及灵敏度的不确定性等缺点,如何改进原位测量系统渐成为海底探测的研究热点。通过分析现有海底沉积物原位测量设备测试换能器的工作原理,针对垂直压入方式换能器测量深度有限,提出了一种通过改变换能器压入沉积物的角度来增加测量深度的方法。在理论上论证出在不低于换能器接收阈值时,测量深度随着掠射角的增加而增加。在不增加压入深度的前提下提供了一种增加测量深度方法。 展开更多
关键词 原位测量 海底沉积物 换能器 水下载体 声速
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基于地磁异常定位的水下载体地速测量新方法 被引量:2
14
作者 黄玉 郝燕玲 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期2306-2310,2337,共6页
根据水下地磁异常定位中磁性目标位置不变的特点,提出了载体在航行时姿态不变与变化的情况下载体对地速度的解算方法。给出了两种方法的计算公式并进行了数值仿真,结果表明两种方法均具有较高的解算精度,为载体对地速度的绝对测量提供... 根据水下地磁异常定位中磁性目标位置不变的特点,提出了载体在航行时姿态不变与变化的情况下载体对地速度的解算方法。给出了两种方法的计算公式并进行了数值仿真,结果表明两种方法均具有较高的解算精度,为载体对地速度的绝对测量提供了一种新途径。理论分析与数值仿真了速度解算误差与载体速度间的关系,结果表明误差随速度增大而增加,但即使速度较大时误差也可接受。 展开更多
关键词 地速 地磁异常 定位 水下载体 精度
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基于卫星的水下载体实时水声定位模型 被引量:1
15
作者 殷晓冬 徐卫明 +2 位作者 陈跃 王琪 王美娜 《海洋测绘》 2012年第2期22-24,27,共4页
为适应水下载体高精度实时导航定位的需求,提出了基于卫星导航定位的浮标水声定位系统定位模式,主要讨论了长基线固定浮标定位系统和超短基线单体智能浮标系统的工作原理和点位计算模型,分析了水声定位系统定位的准确度和误差源,对促进... 为适应水下载体高精度实时导航定位的需求,提出了基于卫星导航定位的浮标水声定位系统定位模式,主要讨论了长基线固定浮标定位系统和超短基线单体智能浮标系统的工作原理和点位计算模型,分析了水声定位系统定位的准确度和误差源,对促进全球海域实现全天候高精度完全水下自主定位具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 浮标 水下载体 长基线 超短基线
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基于ADAMS和BP网络的水下载体波浪能吸收效率研究
16
作者 张颖 许可 刘冬莉 《科技广场》 2011年第6期6-10,共5页
水下机器人等水下载体能量自补给问题是提高其工作效率、延长工作时间的关键技术问题。波浪能作为可再生绿色能源之一,将其作为水下载体的能量一直是国内外研究的热点内容,而能量吸收效率问题是研究的关键。提出基于惯性摆结构的波浪能... 水下机器人等水下载体能量自补给问题是提高其工作效率、延长工作时间的关键技术问题。波浪能作为可再生绿色能源之一,将其作为水下载体的能量一直是国内外研究的热点内容,而能量吸收效率问题是研究的关键。提出基于惯性摆结构的波浪能吸收转换方法,建立其动力学方程,通过ADAMS获得不同确定条件下的能量输出效率,并采用BP神经网络方法进行建模,通过与ADAMS建模获取的结果进行对比,验证了训练所得模型的正确性,为进一步的分析研究奠定了基础。 展开更多
关键词 波浪能 水下载体 ADAMS 吸收效率 BP神经网络
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水下载体的水雷避碰技术
17
作者 J.C.海兰德 F.J.泰勒 张兰秀 《情报指挥控制系统与仿真技术》 1995年第2期41-54,共14页
本文对水下载体的可靠的水雷避碰能力作了研究。为了实现某种水雷避碰技术,水下载体装备了障碍避碰声纳(OAS)和能安全航行于未知布雷区的导航系统。水雷避碰技术考虑了声纳和导航系统的物理限制对水下载体的机动性约束和对所有水雷的安... 本文对水下载体的可靠的水雷避碰能力作了研究。为了实现某种水雷避碰技术,水下载体装备了障碍避碰声纳(OAS)和能安全航行于未知布雷区的导航系统。水雷避碰技术考虑了声纳和导航系统的物理限制对水下载体的机动性约束和对所有水雷的安全投射距离的要求。对于50个以上不同布雷区的广泛地计算机模拟,证实了水雷的避碰能力。在所有的50次模拟中,载体都达到了预定的终点,并对每一个水雷至少保持一个确定的最小安全投射距离。 该模拟精确地建模的主要困难与声纳、导航系统和载体动态有关。声纳模型包括表面、底部和体积混响;热噪声、环境噪声和流体噪声;实际的接收机和发射机波束图以及虚警和漏检。导航系统模型包括偏倚、随机噪声和比例系数误差的影响。载体动态模型模拟与水下载体角速度和角加速度相关。这个组合是检验水雷避碰技术的可行的模拟。 展开更多
关键词 水雷 避碰技术 水中兵器 水下载体
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载体姿态变化对水下磁场定位精度的影响及监测方法 被引量:3
18
作者 黄玉 孙枫 郝燕玲 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期1982-1986,共5页
基于地磁异常反演的水下载体定位方法是为解决水下地磁图不易构建而提出的。将水下地磁异常视为偶极子磁性目标,其磁场大小及梯度由捷联于载体的十单轴磁力计测得,再根据磁场大小及梯度确定载体相对于目标的位置。对目标磁场大小及梯度... 基于地磁异常反演的水下载体定位方法是为解决水下地磁图不易构建而提出的。将水下地磁异常视为偶极子磁性目标,其磁场大小及梯度由捷联于载体的十单轴磁力计测得,再根据磁场大小及梯度确定载体相对于目标的位置。对目标磁场大小及梯度与载体姿态间的关系,及姿态变化对定位精度的影响进行了理论分析与数值仿真,表明姿态变化对磁场大小的测量几乎没有影响,而对磁场梯度影响大,但载体相对于目标的距离却不随姿态改变而变化。根据目标磁矩与载体姿态角的关系,提出了利用磁矩解算载体姿态变化的新方法,对其进行了理论分析与数值仿真,结果表明,该方法原则上具有较高的解算精度,为监测载体姿态变化提供了一种新途径。 展开更多
关键词 水下载体定位 地磁异常 姿态 磁偶极子 精度
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一种近水面拖曳式小型载体的设计研究 被引量:1
19
作者 何鹏 冯建闯 +2 位作者 战强 王凤莲 宇可 《机电产品开发与创新》 2011年第2期62-64,共3页
针对具有稳定性和良好操控性的近水面、高海况、高速拖曳小型载体的设计问题,提出了可行方案并进行了优选。针对优选方案建立了载体的动力学模型,并进行了四级海况下的数值仿真,仿真结果表明该载体方案具有良好的稳定性。
关键词 拖曳式水下载体 稳定性 动力学
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大深度声相关计程及海流剖面仪
20
作者 王长红 《中国科技成果》 2008年第4期52-52,共1页
大深度声相关计程及海流剖面仪(简称相关声纳)对军事活动需要和海洋科学研究、海洋监测、海洋探测等多方面有十分重要的意义。相关声纳及其系列化具有广泛的应用前景。声相关计程仪和惯导组成的深水远程导航系统是海军急需的水下潜器... 大深度声相关计程及海流剖面仪(简称相关声纳)对军事活动需要和海洋科学研究、海洋监测、海洋探测等多方面有十分重要的意义。相关声纳及其系列化具有广泛的应用前景。声相关计程仪和惯导组成的深水远程导航系统是海军急需的水下潜器导航系统,ACL和罗经组成的导航系统适用于水下无人自治潜器(UUV)、智能鱼水雷等各种小型水下平台;声相关海流剖面仪为我国深海流场的测量提供了有力的手段,可为各类水下平台提供战区的流场流速信息。具有测流功能的ACL在为水下载体提供导航信息的同时获得载体附近的流场信息。目前国外仅美国RDI公司研制成功大深度相关声纳样机并装船试用。 展开更多
关键词 声相关计程仪 海流剖面仪 大深度 水下潜器 导航系统 导航信息 海洋监测 水下载体
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