第一章介绍了几种导航系统，水下机器人的种类和概念，国内外水下机器人的发展和带缆绳水下机器人导航系统的发展及展望。

第二章简要介绍了惯性导航系统中常用的坐标系和坐标系之间转换的转换矩阵，卓著研究和介绍了捷联式惯性导航系统在运用过程中对运载体的速度、位置和姿态角的算法、还有和系统和导航参数测量和计算算出现的误差和对于的误差方程。根据理论知识和预设定的运动轨迹下，运用Matlab软件编程模拟机器人的运动轨迹、惯性元器件的输出，综合前面的两个仿真结果进行捷联惯导系统的仿真，发现使用单一的捷联惯导系统满足不了长时间航行的精度要求。

第三章为了解决单一捷联式系统长时间航行精度不高的问题，研究卡尔曼滤波在组合导航中的应用，分析SINS/DVL组合导航，介绍多普勒测试仪的原理和误差方程。同上，利用Matlab软件编程，根据仿真曲线结果分析得组合导航系统基本满足水下航行的精度要求，但是过长时间的航行下，导航定位精度还是会下降。文献综述

第四章利用互补滤波方法抑制陀螺漂移，以四元数为估计对象设计卡尔曼滤波器，采用改进的自适用卡尔曼滤波器，设计了ROV运行中导航参数解算的过程和步骤。

第五章把导航系统用于ROV的水池实验，经过测试ROV在实验水池里面进行了直航，转舵，倾斜，定深，定航，通过实验证明了导航系统的精确度和稳定性。

1。4 小结

本章依次介绍了几种导航系统，水下机器人的种类和概念，国内外水下机器人的发展和带缆绳水下机器人导航系统的发展及展望。最后简要说明了论文研究的方向和内容。

第二章 捷联惯性导航系统设计及仿真

2。1 引言

捷联惯性导航系是统采用数学算法确定出导航坐标系的系统，所以捷联惯导是没有物理平台的，结构简单，体积容易控制，加工容易，但陀螺仪和加速度计与载体固连。因此对惯性元件的测量范围，抗振动等要求比较高，同时计算复杂、计算负荷大。但是惯性元件的制造技术和计算机计算发展飞速，上述问题已经不再阻碍捷联式惯性导航系统的发展[10]。

2。2 常用坐标系及坐标系的转换来自~优尔、论文|网www.youerw.com +QQ752018766-

2。2。1 导航系统中常用的坐标系

（1）地理坐标系（t系）

地理坐标系的原点是运载体的质心，轴沿着当地纬线指东，轴沿着当地子午线指北，轴沿着当地地理垂线指上并与，轴构成右手直角坐标系。

（2）载体坐标系（b系）

载体坐标系是它的直角坐标系与载体固定连接。惯性导航系统的载体可以是船舰，飞机等等，这里以飞机坐标系（如图1-6所示）为例说明载体坐标系的定义。坐标原点为飞机质心，飞机坐标系轴在飞机平面内指向机头，轴指向飞机右机翼，轴垂直于飞机平面指向地。这不是唯一的取值方法。在能够准确获取当地地理坐标系的情况下，可以根据飞机坐标系与地理坐标系的角度关系确定飞机的姿态角即纵摇角，横摇角和偏航角。