[發明專利]基于SIR粒子濾波方法的低功耗地形輔助導航系統及方法

在審

• 申請號: 202010088331.0
• 申請日: 2020-02-12
• 公開（公告）號: CN111238483A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 劉雁集;張桂臣;黃志堅;譚曉玲;魯潤;陳孟偉
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01C21/00
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 徐雯瓊;章麗娟

1.一種基于粒子濾波方法的地形輔助導航系統，其特征在于，包含導航數據采集板塊(1)和導航數據處理板塊(2)；

所述導航數據采集板塊(1)設有：用于提供目標載體的位置信息、運動信息和姿態信息的慣性導航傳感器(3)、用于提供目標載體的水下深度信息的深度計(4)和用于提供載體距離海底的高度信息的高度計(5)；

所述導航數據處理板塊(2)設置有相互通信連接的航位推算模塊(7)和粒子濾波模塊(8)；

慣性導航傳感器(3)、深度計(4)和高度計(5)中的一種或多種分別將各自輸出的數據信息傳輸至所述航位推算模塊(7)和/或所述粒子濾波模塊(8)中；

所述航位推算模塊(7)輸出航位推算數據并經所述粒子濾波模塊(8)進行濾波，最終得到目標載體位置結果。

2.如權利要求1所述的地形輔助導航系統，其特征在于，

所述粒子濾波模塊(8)為SIR粒子濾波模塊。

3.如權利要求1所述的地形輔助導航系統，其特征在于，

慣性導航傳感器(3)、深度計(4)和高度計(5)分別與數據總線(6)相連，所述數據總線(6)分別與導航數據處理板塊(2)中的航位推算模塊(7)和粒子濾波模塊(8)相連；慣性導航傳感器(3)、深度計(4)和高度計(5)分別將各自輸出的數據信息通過所述數據總線(6)傳輸到航位推算模塊(7)和粒子濾波模塊(8)中。

4.如權利要求1所述的地形輔助導航系統，其特征在于，

所述慣性導航傳感器(3)設置在所述目標載體上。

5.如權利要求1或4所述的地形輔助導航系統，其特征在于，

所述目標載體為水下運載器。

6.如權利要求5所述的地形輔助導航系統，其特征在于，

所述慣性導航傳感器(3)輸出沿水下運載器側向、水下運載器軸向的加速度，以及航向角，記作其中，水下運載器的側向記為x軸方向，水下運載器的軸向記為y軸方向，分別表示沿水下運載器x軸與y軸的加速度，ψ表示航向角；

所述深度計(4)輸出水下運載器的深度z，所述高度計(5)輸出水下運載器距離海底的高度h。

7.一種基于如權利要求1-6中任意一項所述的基于粒子濾波方法的地形輔助導航系統的仿真方法，其特征在于，該方法包含以下步驟：

步驟T1：慣性導航傳感器(3)提供目標載體的位置信息或運動信息或姿態信息，深度計(4)提供目標載體的水下深度信息，高度計(5)提供載體距離海底的高度信息；

步驟T2：航位推算模塊(7)接收慣性導航傳感器(3)、深度計(4)和高度計(5)中的一種或多種發送的數據信息，推算并輸出航位推算數據；

步驟T3：粒子濾波模塊(8)將其接收到的航位推算模塊(7)的航位推算數據進行濾波，最終得到目標載體位置結果。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，

所述步驟T2，進一步包含：

所述慣性導航傳感器(3)輸出沿水下運載器側向、水下運載器軸向的加速度，以及航向角，記作其中，水下運載器的側向記為x軸方向，水下運載器的軸向記為y軸方向，分別表示沿水下運載器x軸與y軸的加速度，ψ表示航向角；

所述深度計(4)輸出水下運載器的深度z，所述高度計(5)輸出水下運載器距離海底的高度h。