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基于重力匹配导航的潜艇避障方法分析

一、引言

介绍目前潜艇避障技术的现状，重力匹配导航在潜艇避障中的

作用以及本论文的研究意义。

二、重力匹配导航技术简介

阐述重力匹配导航的原理、优势和限制，以及其在潜艇避障中

的应用和局限性。

三、潜艇避障场景分析

分析潜艇在不同的水下环境中的避障场景，包括海底地形、水

流、海洋生物等因素对潜艇的影响。

四、基于重力匹配导航的潜艇避障方法研究

结合重力匹配导航技术，提出一种潜艇避障方法，包括建立地

形模型、遥测数据融合、避障实时控制等环节的具体实现方案。

五、实验结果分析

以模拟水下环境下的避障场景为例，对本文提出的方法进行实

验，分析不同情况下的避障效果，并结合实验结果总结讨论。

六、结论与展望

总结本论文的研究工作，指出研究的局限和不足之处，并展望

重力匹配导航技术在潜艇避障领域的进一步应用方向。一、引

言

潜艇在水下航行时必须面对各种复杂的水下环境，如峭壁、水

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流、海底障碍物等，因此，避障成为潜艇航行中的重要问题。

现有的潜艇避障技术主要是基于声纳测距和逐层扫描，然而这

些技术存在着很多缺陷，如定位不精确、耗时长、易被干扰等。

因此，开发一种更为高效、精准的潜艇避障技术势在必行。

重力匹配导航作为新型的定位与导航技术，近年来在水下机器

人尤其是潜艇领域得到了广泛应用。重力匹配导航利用海底重

力场与水下机器人测量的三维加速度数据之间的比较，通过匹

配重力异常场来实现定位与导航。与传统的声纳测距相比，重

力匹配导航可以提供更为稳定和高精度的定位和导航，而且具

有测距范围广、防干扰能力强等优势，可以有效解决潜艇避障

时的问题。

因此，本文旨在探讨基于重力匹配导航的潜艇避障方法。本研

究通过分析水下环境中的避障场景、阐述重力匹配导航的原理

及其在潜艇避障中的应用，提出一套实用性较强的潜艇避障方

法，并通过实验结果的分析，展示该方法的可行性和可靠性。

这对于提高潜艇在水下任务中的自主性和航行安全性具有重要

的意义。二、重力匹配导航技术简介

重力匹配导航技术是一种基于海底重力场的定位与导航技术，

它利用水下机器人测量的三维加速度数据与海底重力场之间的

比较匹配，通过分析比较结果来计算水下机器人的位置和姿态。

重力匹配导航技术适用于大深度、复杂海底和广泛区域运动的

水下机器人等应用场景，它具有准确性高，抗干扰能力强，性

能稳定等优点，因此在水下机器人避障、探测等方面有着广泛

的应用前景。下面就重力匹配导航技术的原理、优势和限制进

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行详细介绍。

一、原理：

重力匹配导航是基于海底重力场的定位与导航技术，在潜艇避

障中，利用水下机器人测量的三维加速度数据与海底重力场之

间的比较匹配，通过分析比较结果来计算水下机器人的位置和

姿态。重力匹配导航技术所利用的原理是，海底地形的密度分

布和海水的密度与温度有关，在不同深度和位置的海底地形会

受到不同的重力场的作用，因此在测量海底重力场时，海底的

地形信息就能被测得。水下机器人通过测量所处位置的海底重

力场，对照预先存储的重力场数据，计算出自身的水平位置和

姿态，实现定位和导航。

二、优势：

随着水下机器人在潜艇避障等方面的应用越来越广泛，考虑到

声纳测距存在