4水下机器人ROV导航降噪的发展及其存在的问题

导航从早期的磁石、指南针，到现代卫星、无线电、惯性技术等，导航理论与技术不断发展，相继出现了各式各样的导航系统，如地磁导航、卫星导航、惯性导航等。随着ROV工业的兴起以及电子、计算机等技术不断进步，适用于水下导航的相关技术在国内外获得了显著发展。在导航方面，虽然地磁导航可以提供较为精确的位置、姿态信息，但无法具体而详细的提供载体的速度信息。惯性导航则可应用在太空、空中、陆地和水下的载体上。之所以将其称为惯性导航，是因为陀螺和加速度计就是利用物质的惯性原理来测量角速度、线加速度的。随着微机电技术不断地进步和发展,基于该方面理论基础的捷联式惯性导航系统也随之快速的发展起来。由于基于惯性测量单元(加速度计和陀螺仪)的导航系统自主性强，不会出现如卫星、无线电易受周围电磁、声波等环境影响的现象，因此现代组合导航系统中，常常会用到惯性导航技术。惯性导航一般可以分为捷联式与平台式两种，平台式惯性导航体积大、成本高、精度好，而捷联式是基于数学平台的低成本导航系统，精度低于平台式惯性导航。但是随着现代的电子电路，电力电子、计算机技术的进步，使得捷联式惯性导航系统可以避免因为精度问题而阻碍其发展，将更加广泛地应用于舰船、航空等领域。目前做为捷联式惯性导航系统中最为重要的惯性测量器件之一,微机电（MEMS）陀螺仪的输出信号精度将变得至关重要，它可以直接影响到系统的惯性导航的精度。

由目前的研究现状可以了解到,对于如何提高和改善MEMS陀螺仪的测量精度将会一直是对于惯性导航的工作研究来说是至关重要的。通过分析惯性导航系统和MEMS陀螺仪的特点，使用多种算法分别对陀螺仪输出信号中的随机漂移噪声进行处理[1]。因此，简单且有效地解决系统的噪声问题（导航降噪）,便具有一定的工程应用价值。来-自~优+尔=论.文,网www.youerw.com +QQ752018766-

因为精确的导航和准确额定位是ROV能够顺利完成任务的主要要素。并且水下机器容易受人非线性动力学特性及水介质的特殊特性等因素的影响，所以实现水下机器人的远距离及长时间、大范围内的精确导航是一项艰巨的任务。到现在为止，可以运用的水下导航技术大体上可以分为惯性导航、声学导航，地球物理导航等几种。即使导航的方法不止一种，但是无论采取何种导航方法，几乎都无法满足水下机器人发展所需要的精度、准确性、可靠性。国产水下机器人发展速度较慢，发展受到一定程度的阻碍，主要是因为目前各机构在探测技术、工艺水平、综合显控、综合导航与定位等技术上存在的差距较大。这些原因更多的也限制了国产水下机器人的实际运用，促使这些问题需要及时的解决。同时，由于我国海洋开发事业的蓬勃发展及综合国力的提高，当面对日益增长的市场需求时，开发并研制出适合我国市场需求的水下机器人就变得迫在眉睫。而水下机器人惯性导航降噪的设计对于顺应市场在水下机器人性能等方面的需求也显得尤为重要。