1、轴和纵轴的多普勒频移也能算出航行器在水下航行过程中的偏流角工作原理陀螺是高速旋转地转子，陀螺仪是种旋转感测的装置，它们被广泛地应用于人们日常生活的各个方面。对于大型水下航行器的惯导系统来说，静电陀螺倍受青睐，但是其售价和寿命周期成本相当之高。对于低成本要求的小型水下航行器来说，人们不得不寻求造价较低的陀螺仪来取代。此时，就成为了首选。年，美国犹它州大学的和首次提出了光纤陀螺的概念，但是直到年，随着低损耗光线的发展以及由此发展的电信相关器件才使得效应光路的多次循环部分成为可能，从此继激光陀螺之后的第二代光学陀螺逐步融入人们的日常生活之中。与机电陀螺或者激光陀万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文螺相比，光纤陀螺仪器牢固稳定且无运动部件，结构简单且价格低廉，无磨损问题且寿命长，耐冲击且抗加。
2、纹是静止不动的。当干涉仪以与环路平面相垂直的轴转动时，如果角速度为，则上的分离点以及的反射点都存在个切向上的线速度在分离点两侧光路上的投影均为光束从分离点经反射镜又回到分离点时，由于干涉仪转动导致分离点也移动了段距离。光束便多了段光程，为分离点移动的这段距离在返回光路方向上的投影。所以，光束绕行圈的实际光程比涉仪环路周长大，即万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文则同上，光束自分离点经反射镜又回到分离点时，由于干涉仪转转到导致分离点也移动了段距离。但是，光束绕行圈的实际光程比干涉仪环路周长小，即则光在环路中绕行圈回到分离点时产生的光程差为由于，则即光程差与角速度成正比。由于这个回路的面积可以表示为将式改写为因为光纤陀螺的光纤回路是以为半径的圆圈，应当转换为则式变为万方数据分类号密级公开。
3、得到的四个伪距和已知的卫星位置建立四个方程，联立求解出四个未知数。然后，通过坐标系的转换将求得的变成经纬度等信息。测速原理多普勒效应是指，当电磁波或机械波的接收点与发射点之间存在沿两者连线方向的相对运动时，接受频率与发射频率产生变化，这频率差与载体相对速度成正比。若声源发射频率为的电磁波，则根据多普勒效应，当声源与观察者之间存在相万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文对径向运动时，观察者接收的电磁波频率与声源发射的电磁波频率存在如下关系其中，观察者相对介质的运动速度声源相对介质的运动速度声源运动方向与声源和观察者初始位置连线的夹角观察者运动方向与声源和观察者初始位置连线的夹角。多普勒测速仪是以多普勒效应及其测流原理为基础制造而成的种声学仪器。利用多普勒声呐技术向海底发射频率恒定的声波，。
4、速度，易于采用集成光路技术且信号稳定可靠。萨格奈克干涉原理使光纤陀螺成为可能。原理，即在光纤绕成的闭合回路中，检测出随转动产生的顺时针方向和逆时针方向传播的两束由同光源发出的特征相同的激光的相位差的变化。通过所得的相位差的大小与闭合光路的旋转角速度成比例计算出旋转角速度。干涉条纹图萨格奈克原理图如图所示，光源发出的光通过半透反射镜被分成强度相等的反射光和透射光。透射光沿着逆时针经反射镜反射箭头所指方向。相反的，反射光沿顺时针经反射镜反射箭头所指方向。反射光和透射光在绕行圈后回到的同时部分光被投射或反射到屏幕上。假设光在真空环境中传播，光速为。当干涉仪无相对转动时，两束相向的光绕行圈所经过的路程相同，即，。此时，因为两相向而行的光同时间到达半透反射镜，所以不会存在相位差，屏幕上产生的干涉条。
5、组合导航系统误差分析本章小结导航数据去噪方法研究小波去噪研究最小二乘法去噪研究卡尔曼滤波去噪研究，然后阐述水下导航技术的发展历史与研究现状。介绍了论文主要的研究内容以及所做的工作。第二章根据水下无人航行器自主导航的需要提出了导航系统的设计思想，即导航方案。在分析航位推算算法的同时给出地球曲率计算公式和航位推算的表达式。对各个传感器工作原理进行了介绍，并在此基础上分析误差来源。第三章对小波变换最小二乘法和卡尔曼滤波进行说明，并就小波变换最小二乘法和卡尔曼滤波技术在水下导航定位系统中的具体应用展开详细的介绍。根据不同时间段的湖试数据对各种滤波环境下的导航系统进行计算机仿真，与测得的航行器轨迹进行了对比，并从滤波方法可靠性上给出评价。第四章重点提出基于偏差加权的数据融合算法。首先介绍了数据融合系。
6、为了得到高精度高可靠性的导航信息，根据已建立的数学模型分别对小波分析最小二乘法和卡尔曼滤波三种滤波方法进行了相应的算法推导和仿真实验。仿真结果表明小波分析最小二乘法和卡尔曼滤波三种滤波方法对水下无人航行器导航定位过程中噪声抑制有较好的效果，提高了导航的精度。为了进步提高水下航行器的导航定位精度，研究了水下导航多传感器数据融合技术，设计了个基于多种滤波偏差的加权数据融合算法，并将小波分析最小二乘法和卡尔曼滤波三种滤波方法的仿真结果与基于多种滤波偏差的加权数据融合算法的仿真结果进行比较，得出后者具有更高的导航精度和更好的导航效果。文章最后对研究内容进行了全面的总结，并指出进步的研究方向。关键词水下组合导航系统航位推算滤波数据融合万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文，万方数据三峡大学全日制。
7、位原理随着现代科学技术的发展卫星导航与定位系统不断推陈出新，新代卫星导航与定位系统全球定位系统由此诞生。它是美国国防部为加强其军事实力着手研制的，具有全方位实时导航定位能力的导航系统。除了国防军事方面的运用，还广泛运用于日常工作生活之中。世界上有许多生产商用的公司，其中比较著名的包括和公司等。系统有三个主要部分。其中，标准的卫星部分由颗卫星组网，以每个轨道颗卫星的分布要求平均分布在六个轨道平面上。虽然各个轨道面的赤经是等间隔分布的，但是在每个轨道面上得卫星本身不是等间隔的，相邻轨道面上的相邻卫星相位差为度。这样配置可以使卫星达到最佳可视性，并且在颗卫星故障时系统所受的影响较小，保证了系统的稳定性。而且这种配置方式在较高纬度区域具有定的冗余卫星可供观测。地面支撑部分主要用于跟踪和观测卫星是否。
8、领域取得了不少成果。水下无人航行器发展的关键技术之在于高精度的导航定位问题。高精度的导航定位不仅仅是水下无人航行器获取有效信息的必要条件，同时也决定了水下无人航行器是否可以安全作业及返回。人们将不同种类的导航系统组合起来用于提高导航定位系统的效率与精度。因此，研究组合导航系统及其数据融合算法具有重要意义。本文根据低成本高精度导航模块的设计需求，以航位推算为基础，分析各传感器工作原理和误差来源，建立水下无人航行器组合导航实用系统模型，研究基于多普勒测速仪和陀螺构成的水下组合导航定位算法问题。为解决由传感器的测量误差等因素导致的航行器在水下自主航行时不能满足长时间导航定位的问题，对航位推算算法进行了研究，针对水下航行器在长时间航行中曲率半径的变化，采用地球参考椭球体作为地球几何形状的数学描述。。
9、统的结构和分类，提出种基于偏差的权值数据融合算法。利用这种数据融合方法将分别经过小波变换最小二乘法和卡尔曼滤波后的数据进行加权融合。第五章对全文进行了总结，并对今后工作过程中值得进步研究的内容做了介绍。万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文组合导航各种导航方法都有其自身的优缺点，无论何种先进的导航设备，在使用过程中，它的应用范围和性能会有定的限制，因此，使用单的导航方法已经无法满足水下无人航行器的技术指标和需求。同时，恰当地组合导航方法在节约成本和降低技术难度的同时也改善了导航精度增加了系统的可靠性。本文的导航系统采用多普勒测速仪，和光纤陀螺，组合形式，利用多普勒测速仪和光纤陀螺来代替价格昂贵的惯性导航元器件，将组合导航系统转变为组合导航系统，在保证导航精度的同时大大降低了设备成本。定。
10、然后测量回波频率，根据多普勒频移计算航行器相对于海底的速度。当利用多普勒效应测量水下无人航行器的运动速度时，水下无人航行器先作为声源然后变成观察者，相对应地，水底先作为观察者再变成声源，通过式就可以利用多普勒频差求得相对速度。在实际应用中，多普勒测速仪发射两个波束分别指向船首和船尾方向的同时在左右舷方向上也发射两束波，就构成了四束波配置。图多普勒原理示意图如图所示。水下无人航行器上装备有台多普勒测速仪，所发出的波束频率均为，且各个方向上发射的波束与多普勒测速仪所在的安装平面之间夹角均为。则可以推出前后左右四个方向上接收到的频移分别为万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文其中，由此推导纵向多普勒频差和横向多普勒频差分别为最后得到纵轴方向的速度和横轴方向的速度为水下无人航行器速度同时，根据。
11、着预定轨道运行判断各种设备是否在正常运行状态下计算编制卫星星历，保持所有卫星处于同系统时间向卫星发射控制指令等。用户设备部分包括天线控制显示器电源盒电缆组成，能够捕获选定的卫星信号进行测量。在跟踪卫星运行的同时对所接收到的信号进行转换放大和处理，得到信号的传播时间和导航电文信息。定位的基本原理是种空间的距离交会原理。根据多星高轨测距体制，以距离作为基本观测量，需要同时使用到四颗卫星。通过测得的四个距离，根据计算公式推算出用户的位置。万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文卫星卫星卫星卫星用户图原理图如图所示。在时刻地面用户处的设备可以测量信号到达用户设备处的时间，同时可以接收卫星星历等些数据，则其中令其中将式代入式中，得式共有四个未知数，分别是用户设备处位置和用户设备处。正好通过四颗卫星。
12、日制工程硕士学位论文水下无人航行器自主导航算法研究学位申请人黎蓉专业领域电气工程指导教师黄悦华教授二四年六月万方数据，万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文三峡大学学位论文独立完成与诚信声明本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明，本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名日期万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文内容摘要在海洋开发海难搜救和海洋军事等领域，自主式水下无人航行器有着十分广阔的应用前景。国内外自主式水下无人航行器的研究及开发人员对于航行器的水下导航方面极为重视，已经在该。
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