为了克服传统利用坐底自容式和水面船走航式ADCP测量水流方法的不足,研制了一套携带两台不同频ADCP的水流观测UUV系统。并针对UUV携带ADCP在水下测量水流时不能够实时接收到GPS信号,从而导致水流信息因缺失地理位置信息而变得不够准确和全面的问题,提出了一种UUV位置信息和水流数据融合的方法。首先采用多项式拟合和基于小波分解与重构方法对各数据源进行滤波处理,使水流数据的可信度提高;然后采用时间配准方式将舰位推算算法得到的UUV经纬度位置信息与观测的水流数据融合,得到了在大地坐标系下完整、准确的水流流场信息。此外,为了模拟出直观、形象的水流信息,采用插值与逼近相结合的方法实现了对水流流场的可视化表达。

针对无人潜航器（unmanned underwater vehicle,UUV）在多普勒计程仪（Doppler velocity log,DVL）的量测噪声以及安装角偏离误差影响下,自主航行时不能满足长时间导航定位的问题,一方面基于Mallat算法的小波分解和单层重构方法对DVL量测速度进行滤波;另一方面,利用UUV湖试数据对传感器的安装偏离误差进行了校正。针对UUV在高纬度、长时间航行特点,采用地球参考椭球体作为地球几何形状的数学描述。最后对提出的导航算法进行了算法验证及自主导航控制试验,结果表明UUV的自主导航定位精度均小于0.5%,满足设计要求,并优于改进前的航位推算算法。

宏/微精密定位技术是微操作机器人的关键技术之一.在分析微操作机器人对宏微结合的精密定位技术需求的基础上,介绍了微米级宏动定位系统以及纳米级微动定位技术的实现方法.最后总结了压电陶瓷驱动纳米定位技术中的机构、驱动、检测、控制等关键问题的研究现状,并对微定位技术发展趋势进行了展望.

为了研究全垫升气垫船的操纵性，建立了气垫船的运动仿真模型。通过船模风洞试验和平面运动机构试验分别得到了气垫船的空气动力系数和水动力系数，建立了空气动力和水动力数学模型；对各个方向的合外力进行合成，依照牛顿动量和动量矩定理，建立了全垫升气垫船的运动数学模型。利用冻结-解冻算法编制了气垫船运动仿真程序，并进行了操纵仿真试验，研究了气垫船的直线航行与回转运动的操纵特性。仿真结果表明所建立气垫船模型是合理的，所采用的算法是有效的。