Keywords: Underwater robot ; SINS; Doppler velocimeter; Kalman filter

目录

第一章 绪论 1

1。1 研究背景及意义 1

1。1。1导航的基本概念和发展历史 1

1。1。2水下机器人的概念及介绍 3

1。2 国内外研究现状 3

    1。2。1ROV发展现状 3

1。2。2ROV导航技术发展现状 4

1。3论文结构安排 5

1。4小结 6

第二章 捷联惯性导航系统设计及仿真 7

2。1引言 7

2。2常用坐标系及坐标系的转换 7

2。2。1导航系统中常用的坐标系 7

2。2。2坐标系的转换 8

2。3捷联惯性导航系统 9

2。3。1捷联式惯性导航姿态矩阵的算法 10

2。3。2捷联惯导载体速度的算法 12

2。3。3捷联惯导载体位置的算法 13

2。4捷联惯导的误差模型 14

2。4。1姿态误差方程 14

2。4。2速度误差方程 14

2。4。3位置误差方程 15

2。5捷联式惯性导航系统的解算流程 15

2。5。1姿态角速度计算 17

2。5。2四元数微分方程的毕卡计算 18

2。5。3更新姿态矩阵的计算 19

2。5。4实时姿态角的计算 20

2。5。5速度的计算 20

2。5。6位置的计算 21

2。6轨迹发生及惯性器件仿真 21

2。6。1轨迹仿真 22

2。6。2惯性器件的仿真 23

2。7捷联惯导系统仿真 28

2。7。1系统软件结构 28

2。7。2系统程序流程及仿真分析 28

2。8小结 30

第三章 SINS/DVL组合导航系统设计及仿真 31

3。1 引言 31

3。2多普勒测速仪（DVL）原理 31

3。2。1多普勒测速仪的测速原理 33

3。2。2多普勒导航系统与捷联式惯导系统的互补性 34

3。3 SINS/DVL组合导航的Kalman滤波模型 34

3。3。1离散型kalman滤波方程 35

3。3。2 组合导航中kalman滤波器的选择 36

3。3。3 SINS/DVL组合导航系统误差滤波的估计 37

3。4 计算机仿真 38

3。5小结