[發(fā)明專利]基于可觀測性分析的多艇協(xié)同導(dǎo)航方法

無效

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• 申請日: 2013-08-02
• 公開（公告）號: CN103398714A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐博;楊羨;鄭啟輝;高偉;黃文軍;許業(yè)文;蔣建平;唐凱
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍63983部隊
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)航領(lǐng)域，特別是涉及一種基于可觀測性分析的多艇協(xié)同導(dǎo)航方法。

背景技術(shù)

協(xié)同作戰(zhàn)包括多艘艇相互配合、相互協(xié)作，執(zhí)行戰(zhàn)斗任務(wù)等作戰(zhàn)方式。多艇協(xié)同就是利用多艘成本相對較低、功能簡單的艇完成一個復(fù)雜系統(tǒng)才能完成的任務(wù)。多艘艇組成的艇隊，只要有足夠有效的協(xié)同策略，就能充分發(fā)揮綜合資源優(yōu)勢，多艇編隊作戰(zhàn)效能就能大于多艘艇各自為戰(zhàn)的作戰(zhàn)效能。

目前對協(xié)同導(dǎo)航艇間編隊(各艇之間相對位置)的研究，大多只考慮尾流、碰撞等安全因素對協(xié)同導(dǎo)航的影響，而忽略了可觀測性即定位精度的要求，這就導(dǎo)致協(xié)同定位精度不高，難以滿足實際需要。

協(xié)同導(dǎo)航是利用艇的運動及它們之間的相對位置觀測從而完成定位，那么艇隊在定位過程中的相對位置、運動軌跡必然會對合作定位精度產(chǎn)生影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種定位精度高、可觀測性高的基于可觀測性分析的多艇協(xié)同導(dǎo)航方法。

為解決上述技術(shù)問題，作為本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于可觀測性分析的多艇協(xié)同導(dǎo)航方法，包括：確定多個領(lǐng)航艇中的任意兩個領(lǐng)航艇的連線為直徑的至少一個圓周；使跟隨艇在行駛的過程中始終位于圓周上，從而提高系統(tǒng)的可觀測性。

進一步地，跟隨艇與其所在的那個圓周上的兩個領(lǐng)航艇之間的距離相等。

進一步地，一個圓周上分布有一個或多個跟隨艇。

進一步地，多個領(lǐng)航艇位于同一直線上。

進一步地，每個圓周所對應(yīng)的兩個領(lǐng)航艇在直線上是相鄰或非相鄰的。

進一步地，直徑的一側(cè)或兩側(cè)均分別有至少一個跟隨艇。

進一步地，領(lǐng)航艇的個數(shù)為兩個、三個或更多個。

利用本發(fā)明中的多艇協(xié)同導(dǎo)航方法在向目標(biāo)行進的過程中，既可使領(lǐng)航艇與跟隨艇之間保持預(yù)定的隊形，同時又可提高協(xié)同定位精度，并保證水聲通信與測距的正常工作。

附圖說明

圖1示意性示出了條件數(shù)倒數(shù)與領(lǐng)航艇和跟隨艇相對距離向量關(guān)系；

圖2示意性示出了圖1的俯視圖；

圖3示意性示出了兩條領(lǐng)航艇情況下的多艇協(xié)同導(dǎo)航原理圖；以及

圖4示意性示出了三條領(lǐng)航艇情況下的多艇協(xié)同導(dǎo)航原理圖。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

在艇隊的協(xié)同導(dǎo)航中，艇橫向、縱向一字型排列會影響觀測性，進而影響整體定位的精度，而彼此之間形成三角形構(gòu)型，效果要好于并排或者縱向排列效果。因此，基于可觀測性分析的多艇協(xié)同導(dǎo)航的研究具有重要的實際意義。

首先，申請人分析影響艇隊的系統(tǒng)可觀測性的因素，具體分析如下：

步驟一：建立系統(tǒng)狀態(tài)方程

在地理坐標(biāo)系下，設(shè)t₀時刻跟隨艇起始位置為O(0，0，0)，則t_k時刻跟隨艇自身推算得到的狀態(tài)量可以表示為：