[發明專利]一種用于水下無人航行器在極區導航的初始精對準方法

在審

• 申請號: 201711173655.9
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107957271A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 嚴浙平;王璐;周佳加;陳濤;滕延斌;徐達;魏世琳
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于水下無人航行器在極區導航的初始精對準方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一：完成極區粗對準，得到水下無人航行器極區導航粗對準結果；

步驟二：輸入水下無人航行器精對準時間t、濾波周期T，計算濾波總次數N，并令初始濾波次數K為0；

步驟三：濾波次數K加1；

步驟四：水下無人航行器利用自身攜帶的慣性導航系統，建立格網坐標系下慣性導航系統的力學編排模式，建立水下無人航行器格網力學編排下的狀態方程；

步驟五：選擇精對準的觀測校正形式，量測量選為：Z＝[(δV^G)^T]^T，

量測方程為：

Z·=HX+V]]>

其中，為Z的導數；H為量測矩陣；V為量測噪聲，且為高斯白噪聲，

H＝[0_3×3 I_3×3 0_3×3 0_3×3 0_3×3]^T；

步驟六：根據設計得到的水下無人航行器在極區導航的初始精對準算法的狀態量、狀態方程、量測量、量測方程，進行卡爾曼濾波估計融合，從而得到水下無人航行器在極區導航的初始精對準結果；

步驟七：判斷當前濾波次數K是否大于等于總濾波次數N：當不滿足K≥N時，則跳轉至步驟二重復執行；當滿足K≥N時，則水下無人航行器極區初始精對準過程結束。

2.根據權利要求1所述的一種用于水下無人航行器在極區導航的初始精對準方法，其特征在于：所述的建立水下無人航行器格網力學編排下的狀態方程過程為：

選擇水下無人航行器姿態誤差、速度誤差、位置誤差、陀螺漂移、加速度計漂移為狀態變量，即：X＝[(φ^G)^T (δV^G)^T (δR^e)^T (ε^b)^T (▽^b)^T]^T；

其中，φ^G為水下無人航行器在格網坐標系下的姿態誤差；δV^G為水下無人航行器在格網坐標系下的速度誤差；δR^e為水下無人航行器在格網坐標系下的位置誤差；ε^b為陀螺漂移；為加速度計漂移；

結合水下無人航行器格網導航力學編排和誤差方程推導，得到水下無人航行器極區組合導航系統狀態方程為：

φ·G=Cω-1[-(ωiGG×)φG+(CωieR+CωeGR)δRe+CωeGvδVG-CbG′ϵb]δV·G=fG×φG+[VG×CωeGv-(2ωieG+ωeGG)×]·δVG+[VG×(2CωieR+CωeGR)]δRe+CbG▿bδR·e=CGeδVG-CGe(VG×)CβRδReϵ·b=0▿·b=0]]>

其中，為φ^G的導數；為δV^G的導數；為δR^e的導數；為的導數；為的導數；C_ω，C_ωieR，C_ωeGR，C_ωeGv，C_βR均為參數矩陣；為格網坐標系下，慣性坐標系相對于格網坐標系的旋轉角速度；為載體坐標系與計算格網坐標系之間的方向余弦矩陣；f^G為格網坐標系下的比力矩陣；為格網坐標系下，慣性坐標系相對于地球坐標系的旋轉角速度；為格網坐標系下，地球坐標系相對于格網坐標系的旋轉角速度；為載體坐標系與格網坐標系之間的方向余弦矩陣；為格網坐標系與地球坐標系之間的方向余弦矩陣，V^G為水下無人航行器在格網坐標系下的速度。