[發(fā)明專利]水下地形匹配輔助慣性導(dǎo)航定位方法及其定位系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710548124.7
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107314768B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何林幫;邱振戈;楊彬
• 申請（專利權(quán)）人: 上海海洋大學(xué)
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C25/00
• 代理公司: 上海天翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31224
• 代理人: 劉粉寶

1.一種水下地形匹配輔助慣性導(dǎo)航定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)建立誤差模型；

(2)閉環(huán)運(yùn)用卡爾曼濾波最優(yōu)估計對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)誤差補(bǔ)償，并且開環(huán)運(yùn)用速度回溯補(bǔ)償進(jìn)行開環(huán)誤差補(bǔ)償以便校正由于隨時間推移累積產(chǎn)生的誤差；

(3)建立顧及水下潛航器姿態(tài)角的精確三維聲線跟蹤模型，獲取高精度的波束腳印坐標(biāo)，并給出波束腳印內(nèi)采樣點(diǎn)的提取方法，以獲得高分辨率的多波束采樣點(diǎn)；

(4)根據(jù)基于水深約束和分形維理論Delauney三角網(wǎng)建立水下數(shù)字地形模型，建立高分辨率高精度的水下數(shù)字地形模型，為地形匹配提供可靠的依據(jù)；

(5)基于灰色決策理論的水下地形適配區(qū)評測，建立可靠的適導(dǎo)性指標(biāo)矩陣，以便后期的最優(yōu)地形匹配；

(6)在水下高精度微地形匹配基礎(chǔ)上，基于自適應(yīng)高斯和濾波的水下地形匹配輔助導(dǎo)航，將地形匹配結(jié)果和慣導(dǎo)系統(tǒng)輸出的位置估值進(jìn)行濾波，獲取位置的最優(yōu)誤差估計值，以修正最初慣導(dǎo)系統(tǒng)輸出的定位參數(shù)，從而提高地形匹配輔助導(dǎo)航的精度和效率。

2.如權(quán)利要求1所述的水下地形匹配輔助慣性導(dǎo)航定位方法，其特征在于，所述誤差模型建立包括姿態(tài)誤差模型建立、速度誤差模型建立和位置誤差模型建立。

3.如權(quán)利要求1所述的水下地形匹配輔助慣性導(dǎo)航定位方法，其特征在于，所述閉環(huán)誤差補(bǔ)償采用下列算法：

并且，修正后獲得t_k時刻的四元數(shù)將迭代進(jìn)行t_k+1時刻的姿態(tài)矩陣更新計算中。

4.如權(quán)利要求1所述的水下地形匹配輔助慣性導(dǎo)航定位方法，其特征在于，所述開環(huán)誤差補(bǔ)償采用速度回溯擬合補(bǔ)償算法和速度回溯預(yù)測補(bǔ)償算法，其中，

所述三維聲線跟蹤模型采用下列算法：

5.使用如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的水下地形匹配輔助慣性導(dǎo)航定位方法所構(gòu)建的水下地形匹配輔助慣性導(dǎo)航定位系統(tǒng)。