《水下航行器協同導航技術》針對主從式MAUVs，提出了一種基於雙水聽器信號的MAUVs協同定位方法。在主從式結構中，主AUV內部裝備高精度導航設備，從AUV內部裝備低精度導航設備，外部均裝備水聲裝置測量相對位置關係，從AUV通過水聲測量確定出相對距離和相對方位角，再輔以主AUV精確位置，得到從AUV精確位置。研究結果表明，利用主AUV作為協同導航定位，可以顯著提高群體的導航定位精度。
基本介紹
- 書名：水下航行器協同導航技術
- 作者：劉明雍
- 出版日期：2014年4月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787118092356
- 外文名：Cooperative Navigation Technology for Underwater Vehides
- 出版社：國防工業出版社
- 頁數：243頁
- 開本：32
- 品牌：國防工業出版社
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《水下航行器協同導航技術》為國防工業出版社出版。
圖書目錄
第1章緒論
1.1自主水下航行器的發展概況
1.1.1AUV發展歷史
1.1.2國外發展概況
1.1.3國內發展概況
1.2導航與定位技術概述
1.3水下導航與定位技術簡介
1.3.1航位推算與慣性導航方法
1.3.2水聲導航方法
1.3.3地球物理導航方法
1.3.4仿生學導航方法
1.3.5組合導航方法
1.4水下航行器協同導航技術簡介
1.5水下航行器協同導航技術研究現狀
1.5.1並行式協同導航
1.5.2主從式協同導航
1.5.3其他協同導航方法
1.6水下航行器協作系統典型套用實例
1.6.1歐盟“GREX”項目
1.6.2美國自主海洋採樣網路
1.6.3美國新澤西大陸架觀測系統
1.6.4伊拉克戰爭AUV聯合掃雷
參考文獻
第2章水下航行器協同導航數學基礎與模型
2.1水下協同導航數學基礎
2.1.1線性系統理論基礎
2.1.2Kalman濾波理論
2.1.3高等機率論基礎
2.2導航系統常用坐標系及其相互關係
2.2.1導航系統的常用坐標系定義
2.2.2AUV運動參數定義
2.2.3坐標系之間的轉換
2.3協同導航系統的感知感測器
2.3.1內部感測器
2.3.2外部感測器
2.4多AUV運動學模型
2.4.1單AUV三維空間運動學模型
2.4.2單AUV二維平面運動學模型
2.4.3多AUV運動學模型
2.5多AUV水聲網路模型
2.5.1相對距離探測
2.5.2相對方位量測
2.6本章小結
參考文獻
第3章多移動領航者的協同導航
3.1長基線水聲定位系統
3.1.1長基線水聲定位原理
3.1.2長基線水聲定位基本算法
3.2多移動領航者協同導航
3.2.1多移動領航者導航原理
3.2.2基於多邊定位的多移動領航者協同導航
3.3多移動領航者協同定位誤差分析
3.3.1定位誤差的幾種表示形式
3.3.2Cramer—Rao邊界定理
3.3.3定位誤差的方差下界
3.4多移動領航者協同導航仿真驗證與分析
3.5非線性濾波在多領航者協同導航中的套用
3.5.1基於EKF的多移動領航者協同導航
3.5.2基於UKF的多移動領航者協同導航
3.5.3基於粒子濾波的多領航者協同導航
3.6本章小結
參考文獻
第4章單領航者距離和方位測量的協同導航
4.1單領航者AUV協同定位的基本原理
4.2基於相對距離和方位測量的協同導航濾波算法
4.2.1單領航者AUV協同導航的運動學建模
4.2.2基於擴展Kalman濾波的協同導航算法
4.3協同導航算法性能分析
4.3.1狀態估計的誤差傳播
4.3.2相對距離和方位量測的誤差傳播
4.3.3協同定位誤差的方差上界估計
4.4數值仿真分析
4.4.1與航位推算方法的對比仿真分析
4.4.2航位推算誤差和量測誤差對協同定位精度的影響
4.4.3初始濾波方差對協同導航算法收斂性的影響
4.5本章小結
參考文獻
第5章單領航者距離測量的協同導航
5.1基於移動矢徑的協同定位原理
5.1.1移動矢徑的概念
5.1.2基於移動矢徑協同定位的基本原理
5.2基於擴展Kalman濾波的協同導航算法
5.3協同導航系統的可觀測性分析
5.3.1系統的局部和一致可觀測性
5.3.2欠驅動特性對系統可觀測性的影響
5.4協同導航系統的穩定性分析
5.5協同定位精度分析
5.5.1航位推算誤差對協同定位精度的影響分析
5.5.2可觀測性對協同定位精度的影響分析
5.5.3欠驅動特性對協同定位精度的影響分析
5.5.4濾波初值對協同定位精度的影響分析
5.6本章小結
參考文獻
第6章洋流影響下單領航者距離測量的協同導航
6.1洋流影響下協同導航系統的可觀測性分析
6.2洋流影響下基於移動矢徑的協同導航濾波算法
6.2.1基於加權擴展Kalman濾波的協同導航算法
6.2.2數值仿真分析
6.3洋流影響下協同導航系統的穩定性分析
6.4洋流對AUV協同定位精度的影響分析
6.4.1洋流作用下航位推算誤差對協同定位精度的影響分析
6.4.2洋流幅度變化對協同定位精度的影響分析
6.4.3洋流作用下採樣周期變化對協同定位精度的影響分析
6.5本章小結
參考文獻
……
第7章通信受限下的協同導航——通信丟包
第8章通信受限下的協同導航——通信時延
1.1自主水下航行器的發展概況
1.1.1AUV發展歷史
1.1.2國外發展概況
1.1.3國內發展概況
1.2導航與定位技術概述
1.3水下導航與定位技術簡介
1.3.1航位推算與慣性導航方法
1.3.2水聲導航方法
1.3.3地球物理導航方法
1.3.4仿生學導航方法
1.3.5組合導航方法
1.4水下航行器協同導航技術簡介
1.5水下航行器協同導航技術研究現狀
1.5.1並行式協同導航
1.5.2主從式協同導航
1.5.3其他協同導航方法
1.6水下航行器協作系統典型套用實例
1.6.1歐盟“GREX”項目
1.6.2美國自主海洋採樣網路
1.6.3美國新澤西大陸架觀測系統
1.6.4伊拉克戰爭AUV聯合掃雷
參考文獻
第2章水下航行器協同導航數學基礎與模型
2.1水下協同導航數學基礎
2.1.1線性系統理論基礎
2.1.2Kalman濾波理論
2.1.3高等機率論基礎
2.2導航系統常用坐標系及其相互關係
2.2.1導航系統的常用坐標系定義
2.2.2AUV運動參數定義
2.2.3坐標系之間的轉換
2.3協同導航系統的感知感測器
2.3.1內部感測器
2.3.2外部感測器
2.4多AUV運動學模型
2.4.1單AUV三維空間運動學模型
2.4.2單AUV二維平面運動學模型
2.4.3多AUV運動學模型
2.5多AUV水聲網路模型
2.5.1相對距離探測
2.5.2相對方位量測
2.6本章小結
參考文獻
第3章多移動領航者的協同導航
3.1長基線水聲定位系統
3.1.1長基線水聲定位原理
3.1.2長基線水聲定位基本算法
3.2多移動領航者協同導航
3.2.1多移動領航者導航原理
3.2.2基於多邊定位的多移動領航者協同導航
3.3多移動領航者協同定位誤差分析
3.3.1定位誤差的幾種表示形式
3.3.2Cramer—Rao邊界定理
3.3.3定位誤差的方差下界
3.4多移動領航者協同導航仿真驗證與分析
3.5非線性濾波在多領航者協同導航中的套用
3.5.1基於EKF的多移動領航者協同導航
3.5.2基於UKF的多移動領航者協同導航
3.5.3基於粒子濾波的多領航者協同導航
3.6本章小結
參考文獻
第4章單領航者距離和方位測量的協同導航
4.1單領航者AUV協同定位的基本原理
4.2基於相對距離和方位測量的協同導航濾波算法
4.2.1單領航者AUV協同導航的運動學建模
4.2.2基於擴展Kalman濾波的協同導航算法
4.3協同導航算法性能分析
4.3.1狀態估計的誤差傳播
4.3.2相對距離和方位量測的誤差傳播
4.3.3協同定位誤差的方差上界估計
4.4數值仿真分析
4.4.1與航位推算方法的對比仿真分析
4.4.2航位推算誤差和量測誤差對協同定位精度的影響
4.4.3初始濾波方差對協同導航算法收斂性的影響
4.5本章小結
參考文獻
第5章單領航者距離測量的協同導航
5.1基於移動矢徑的協同定位原理
5.1.1移動矢徑的概念
5.1.2基於移動矢徑協同定位的基本原理
5.2基於擴展Kalman濾波的協同導航算法
5.3協同導航系統的可觀測性分析
5.3.1系統的局部和一致可觀測性
5.3.2欠驅動特性對系統可觀測性的影響
5.4協同導航系統的穩定性分析
5.5協同定位精度分析
5.5.1航位推算誤差對協同定位精度的影響分析
5.5.2可觀測性對協同定位精度的影響分析
5.5.3欠驅動特性對協同定位精度的影響分析
5.5.4濾波初值對協同定位精度的影響分析
5.6本章小結
參考文獻
第6章洋流影響下單領航者距離測量的協同導航
6.1洋流影響下協同導航系統的可觀測性分析
6.2洋流影響下基於移動矢徑的協同導航濾波算法
6.2.1基於加權擴展Kalman濾波的協同導航算法
6.2.2數值仿真分析
6.3洋流影響下協同導航系統的穩定性分析
6.4洋流對AUV協同定位精度的影響分析
6.4.1洋流作用下航位推算誤差對協同定位精度的影響分析
6.4.2洋流幅度變化對協同定位精度的影響分析
6.4.3洋流作用下採樣周期變化對協同定位精度的影響分析
6.5本章小結
參考文獻
……
第7章通信受限下的協同導航——通信丟包
第8章通信受限下的協同導航——通信時延
