[發(fā)明專利]一種基于海管節(jié)點位置輔助的導(dǎo)航系統(tǒng)誤差修正方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010557621.5
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111750863A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏延輝;邵紅;郭彤旭;樊雅妮;謝吉順;于恬;付敬恒;王玥玥
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué);青島哈船智能海洋裝備技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01C21/16;G01C25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于海管節(jié)點位置輔助的導(dǎo)航系統(tǒng)誤差修正方法，其特征是：

(1)導(dǎo)航系統(tǒng)進行初始化，捷聯(lián)導(dǎo)航系統(tǒng)進行自主尋北，實現(xiàn)自主定向；

(2)海管檢測機器人在工作前，完成動態(tài)條件下初始位置、初始速度的裝訂，實現(xiàn)初始對準；

(3)捷聯(lián)導(dǎo)航系統(tǒng)與多普勒流速計進行組合，實現(xiàn)導(dǎo)航系統(tǒng)實時位置解算，為海管檢測機器人提供姿態(tài)和位置信息；

(4)海管檢測機器人檢測到海底管道，沿管道運動檢查海管狀態(tài)，當檢測到腐蝕點時，利用慣導(dǎo)系統(tǒng)輸出位置信息記錄海管腐蝕點的位置信息；

(5)當磁性傳感器檢測到海管節(jié)點時，根據(jù)海管施工圖記錄海管絕對位置信息，采用動態(tài)零速修正，消除導(dǎo)航系統(tǒng)的位置誤差信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于海管節(jié)點位置輔助的導(dǎo)航系統(tǒng)誤差修正方法，其特征是：所述的零速修正方法具體為：

卡爾曼濾波的系統(tǒng)方程為

卡爾曼濾波器的狀態(tài)變量選取INS的姿態(tài)角誤差速度誤差δv、位置誤差δp、陀螺漂移誤差ε和加速度計零偏誤差

卡爾曼濾波器的量測量根據(jù)動態(tài)零速約束條件，選取IMU坐標系即a系中y軸和z軸的速度作為量測量：

通過姿態(tài)矩陣推導(dǎo)速度從n系到a系的轉(zhuǎn)換關(guān)系為

對上式微分得：

其中，v^a、vⁿ分別為IMU坐標系即a系、導(dǎo)航坐標系即n系中的速度向量；是相對應(yīng)的坐標系之間的姿態(tài)轉(zhuǎn)換矩；為姿態(tài)角誤差；

進一步整理得：

提取出：

其中，分別為姿態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣中的第二、三行向量；

量測矩陣為：