异步时钟下基于信息物理融合的水下潜器协同定位算法

异步时钟下基于信息物理融合的水下潜器协同定位算法

论文摘要

在异步时钟下研究了一种基于信息物理融合的水下潜器协同定位问题.首先,构建了由浮标、传感器和潜器组成的水下信息物理融合系统架构.然后,考虑水下异步时钟影响,设计了基于传感器与潜器交互通信的异步定位策略,给出了潜器协同定位问题.为求解上述协同定位问题,分别提出了基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman filter, EKF)与无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman filter, UKF)的水下潜器协同定位算法.最后,对上述定位算法的有界性以及克拉美罗下界(Cram′er-Rao lower bound, CRLB)进行了分析.仿真结果表明,上述算法可有效消除异步时钟对水下定位的影响.同时基于无迹卡尔曼滤波的定位算法可提高定位精度.

论文目录

  • 1 系统架构与定位策略概述
  •   1.1 水下信息物理融合系统架构
  •   1.2 定位策略概述
  • 2 水下潜器协同定位
  •   2.1 传播时间与位置关系构建
  •   2.2 协同定位算法设计
  •     2.2.1 基于扩展卡尔曼滤波的协同定位算法
  •     2.2.2 基于无迹卡尔曼滤波的协同定位算法
  • 3 性能分析
  •   3.1 算法有界性分析
  •   3.2 克拉美罗下界 (CRLB)
  • 4 仿真分析
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 闫敬,张立,罗小元,濮彬,关新平

    关键词: 定位,水下潜器,信息物理融合系统,异步,水声传感器网络

    来源: 自动化学报 2019年04期

    年度: 2019

    分类: 信息科技,工程科技Ⅱ辑

    专业: 船舶工业,自动化技术

    单位: 燕山大学电气工程学院,浙江大学海洋观测–成像试验区重点实验室,上海交通大学电子信息与电气工程学院

    基金: 国家自然科学基金(61503320,61873345,61873228),河北省教育厅青年拔尖项目(BJ2018050),河北省留学人员归国项目(C201829),河北省军民融合项目(2018B220),浙江省海洋观测–成像试验区重点实验室资助(OOIT2017OP03)~~

    分类号: U675.7;TP202

    DOI: 10.16383/j.aas.c180377

    页码: 739-748

    总页数: 10

    文件大小: 1798K

    下载量: 276

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