[發(fā)明專利]GNSS位置法輔助DVL誤差標(biāo)定方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110292326.6
• 申請(qǐng)日: 2021-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN113049005A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐祥;陳洋豪;李鳳;孫逸帆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C25/00
• 分類號(hào): G01C25/00;G01P21/02
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257
• 代理人: 殷海霞

1.一種GNSS位置法輔助DVL誤差標(biāo)定方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟S1：根據(jù)標(biāo)定過程所需要的運(yùn)動(dòng)軌跡產(chǎn)生相應(yīng)的GNSS數(shù)據(jù)及DVL數(shù)據(jù)；

步驟S2：根據(jù)所述GNSS數(shù)據(jù)及DVL數(shù)據(jù)構(gòu)建矢量觀測器；

步驟S3：根據(jù)所述矢量觀測器計(jì)算標(biāo)定參數(shù)，判斷標(biāo)定時(shí)間是否不小于標(biāo)定過程的持續(xù)時(shí)間，若是，則輸出標(biāo)定參數(shù)，完成標(biāo)定過程；若否，則返回至步驟S2。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GNSS位置法輔助DVL誤差標(biāo)定方法，其特征在于：所述標(biāo)定參數(shù)包括安裝誤差角，根據(jù)所述矢量觀測器計(jì)算所述標(biāo)定參數(shù)時(shí)，基于梯度下降法計(jì)算所述安裝誤差角。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的GNSS位置法輔助DVL誤差標(biāo)定方法，其特征在于：根據(jù)所述GNSS數(shù)據(jù)及DVL數(shù)據(jù)構(gòu)建矢量觀測器的方法為：根據(jù)所述GNSS數(shù)據(jù)及DVL數(shù)據(jù)構(gòu)建系統(tǒng)誤差模型，根據(jù)所述系統(tǒng)誤差模型構(gòu)建所述矢量觀測器。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的GNSS位置法輔助DVL誤差標(biāo)定方法，其特征在于：所述系統(tǒng)誤差模型為DVL測速方程，所述DVL測速方程為：其中表示DVL測量速度；ζ表示DVL比例因子誤差；表示安裝誤差角對(duì)應(yīng)的方向余弦矩陣；表示載體姿態(tài)矩陣；vⁿ表示GNSS測量速度；表示載體姿態(tài)變化角速度；表示DVL與GNSS之間的桿臂。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的GNSS位置法輔助DVL誤差標(biāo)定方法，其特征在于：根據(jù)所述系統(tǒng)誤差模型構(gòu)建所述矢量觀測器包括根據(jù)所述DVL測速方程計(jì)算DVL位移，所述計(jì)算DVL位移包括：

其中表示k時(shí)刻DVL位移；表示k時(shí)刻DVL測量速度；表示k-1時(shí)刻DVL測量速度；Δt_D表示DVL采樣時(shí)間間隔；表示k-1時(shí)刻DVL位移。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的GNSS位置法輔助DVL誤差標(biāo)定方法，其特征在于：根據(jù)所述系統(tǒng)誤差模型構(gòu)建所述矢量觀測器還包括根據(jù)所述GNSS數(shù)據(jù)計(jì)算DVL計(jì)算位移在載體系的映射，所述計(jì)算DVL位移在載體系的映射包括：

其中表示k時(shí)刻DVL計(jì)算位移在載體系的映射；表示k-1時(shí)刻DVL計(jì)算位移在載體系的映射；表示k-1時(shí)刻到k時(shí)刻輸出的第i個(gè)GNSS測量速度在載體系的映射；表示k-1時(shí)刻到k時(shí)刻輸出的第i-1個(gè)GNSS測量速度在載體系的映射；Δt_s表示GNSS采樣時(shí)間間隔；N表示采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的GNSS位置法輔助DVL誤差標(biāo)定方法，其特征在于：根據(jù)所述系統(tǒng)誤差模型構(gòu)建所述矢量觀測器為根據(jù)DVL位移及DVL計(jì)算位移在載體系的映射構(gòu)建所述矢量觀測器，構(gòu)建的所述矢量觀測器為

其中表示k時(shí)刻DVL位移；ζ表示DVL比例因子誤差；表示安裝誤差角對(duì)應(yīng)的方向余弦矩陣；表示k時(shí)刻DVL計(jì)算位移在載體系的映射。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的GNSS位置法輔助DVL誤差標(biāo)定方法，其特征在于：所述標(biāo)定參數(shù)包括比例因子誤差，根據(jù)所述矢量觀測器計(jì)算所述標(biāo)定參數(shù)時(shí)：對(duì)所述矢量觀測器進(jìn)行變換后：對(duì)上式兩邊求模值得：其中ζ表示DVL比例因子誤差；表示k時(shí)刻DVL位移；表示k時(shí)刻DVL計(jì)算位移在載體系的映射。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的GNSS位置法輔助DVL誤差標(biāo)定方法，其特征在于：所述基于梯度下降法計(jì)算所述安裝誤差角包括構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)，根據(jù)構(gòu)造的所述目標(biāo)函數(shù)計(jì)算所述安裝誤差角。

10.一種GNSS位置法輔助DVL誤差標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于：包括，

獲取數(shù)據(jù)模塊，所述獲取數(shù)據(jù)模塊用于根據(jù)標(biāo)定過程所需要的運(yùn)動(dòng)軌跡產(chǎn)生相應(yīng)的GNSS數(shù)據(jù)及DVL數(shù)據(jù)；

計(jì)算模塊，所述計(jì)算模塊用于根據(jù)所述GNSS數(shù)據(jù)及DVL數(shù)據(jù)構(gòu)建矢量觀測器；

標(biāo)定模塊，所述標(biāo)定模塊用于根據(jù)所述矢量觀測器計(jì)算標(biāo)定參數(shù)。