多平台定位系统的数据融合技术研究

论文摘要

随着传感器技术、通信技术及信号处理技术的发展,多传感器数据融合技术得到了高度的重视和广泛的应用。本文以实际工程为背景,对数据融合技术在多平台定位系统中的应用做了研究。某多平台定位系统兼具有噪声被动定位和脉冲侦察定位能力,用于测量目标入水点大地坐标和入水后的水下航行轨迹。论文在分析了数据融合的定义、级别、技术方法及优点后,针对系统任务及设计要求,考虑系统中探测得到的目标方位及时延两种数据信息,主要对数据标准化、信息融合滤波、多基元数据融合中的时空关联、脉冲挑选中的专家系统及定位结果的加权融合等数据融合技术进行研究和使用。另外,基于多平台定位系统的数据信息存在大量的冗余度,本文考虑将方位信息和时延信息联合起来使用,通过双标基阵模型的建立,设计并推导出方位-时延定位算法,在方位及时延检测误差的克拉美罗下界基础上对该方法进行了仿真,定位精度满足要求,可在以后的工程实践中应用。本文通过对试验数据的处理及利用试验数据对各融合方法的验证,表明各融合方法有效可行,系统功能性好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 水声定位系统概述
• 1.3 数据融合的发展概况
• 1.4 论文的来源及工作内容
• 第2章 数据融合及目标定位技术的理论分析及仿真
• 2.1 数据融合的理论分析
• 2.1.1 数据融合的定义
• 2.1.2 数据融合的级别
• 2.1.3 时间融合和空间融合
• 2.1.4 数据融合的技术方法
• 2.1.5 数据融合的优点
• 2.2 目标定位理论分析
• 2.2.1 被动纯方位定位算法
• 2.2.2 主动双曲面交汇定位算法
• 2.2.3 方位-时延差定位方法
• 2.3 定位方法的仿真分析
• 2.3.1 纯方位定位算法仿真分析
• 2.3.2 双曲面定位算法仿真分析
• 2.3.3 方位-时延定位方法仿真分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 多平台定位系统中数据融合的实现
• 3.1 数据标准化
• 3.1.1 坐标转换
• 3.1.2 水听器补偿角修正
• 3.2 信息融合滤波
• 3.2.1 方位平滑中的一阶递归滤波
• 3.2.2 轨迹平滑滤波器
• 3.3 多基元数据融合中的时空关联
• 3.4 脉冲挑选中的专家系统
• 3.5 定位结果的加权融合
• 3.6 本章小结
• 第4章 试验数据及融合定位结果分析
• 4.1 水听器补偿角修正
• 4.2 方位平滑
• 4.3 轨迹平滑
• 4.4 时空关联
• 4.5 专家系统
• 4.6 融合定位结果分析
• 4.6.1 瞬态信号融合定位结果
• 4.6.2 航行噪声融合定位结果
• 4.6.3 信标信号融合定位结果
• 4.6.4 方位-时延差解算方法验证
• 4.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢