[發明專利]一種水下航行器導航定位系統及控制方法

有效

• 申請號: 202110426590.4
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113124865B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 姜大鵬;鄧志豪;閆勛;駱婉珍;顏家杰;王嘉璽;盧泰佑
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01S19/49;G05D1/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蘇云輝

本發明涉及一種水下航行器導航定位系統及控制方法，包括任務識別模塊、導航定位模式匹配模塊和執行模塊。任務識別模塊用于識別水下航行器的任務，根據不同的任務需求，由導航定位模式匹配模塊對水下航行器當前任務進行導航定位模式匹配，執行模塊根據導航定位模式通過內置的程序控制水下航行器導航的開啟或關閉。通過對水下航行器不同任務匹配相應的導航定位模式，不僅提高了導航定位精度，而且節省了作業空間，更進一步從節流的角度較大地減少水下航行器能源的消耗，提升了水下航行器的續航能力，并在一定程度上解決了現有水下航行器的導航定位模式系統不能兼容多種任務的適應性差和續航能力弱的問題。

技術領域

本發明涉及水下航行器控制技術領域，尤其涉及一種水下航行器導航定位系統及控制方法。

背景技術

隨著科學技術的進步，人類對海洋的探索逐漸深入，特別是深海的探索方興未艾，蓬勃發展。由于深海環境對于人類而言過于惡劣，水下航行器技術就顯得特別重要，幾乎能夠等同于宇宙飛船對于探索太空的地位。不管是用于軍事目的還是民事用途，水下航行器的發展趨勢都是朝著智能化、自主化穩步推進，就這要求水下航行器具有更加智能的自主決策能力、更加持久的續航能力以及較好的隱蔽性。

高精度導航模式系統是水下航行器的關鍵技術之一，往往是決定水下航行器執行任務成敗的關鍵。現有的水下航行器導航模式比較固定，而且技術相對落后，其采用預設的死板組合導航方式不僅不能精確適用各種不同的任務，還存在極大地降低了水下航行器的自主決策水平和續航能力。

發明內容

本發明實施例提供了一種水下航行器導航定位系統及控制方法，用于解決現有水下航行器的導航定位模式系統不能兼容多種任務，使得其導航定位精度優先、響應時間緩慢且續航能力弱的技術問題。

為了實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：

一種水下航行器導航定位系統，包括任務識別模塊、導航定位模式匹配模塊和執行模塊；

所述任務識別模塊，用于識別水下航行器執行所處環境的任務，得到所述任務中水下航行器航行的任務深度和任務航程；

所述導航定位模式匹配模塊，用于根據所述任務給水下航行器匹配導航定位模式；

所述執行模塊，用于根據所述導航定位模式控制水下航行器導航的開啟或關閉。

優選地，所述導航定位模式匹配模塊包括淺海導航定位模式子模塊、深海導航定位模式子模塊和海中導航定位模式子模塊；

所述淺海導航定位模式子模塊，用于根據第一約束條件給水下航行器匹配的導航定位模式為采用衛星導航的淺海導航定位模式；

所述深海導航定位模式子模塊，用于根據第二約束條件和水下航行器的慣性導航誤差是否大于第一誤差閾值給水下航行器匹配的導航定位模式為深海導航定位模式；

所述海中導航定位模式子模塊，用于根據第三約束條件和所述任務航程給水下航行器匹配的導航定位模式為海中導航定位模式；

其中，所述第一約束條件為：水下航行器接收到衛星導航信號；所述第二約束條件為：水下航行器沒有接收到衛星導航信號、水下航行器與水平面之間的水面距離不小于距離閾值以及水下航行器能接收地形匹配導航信號；所述第三約束條件為：水下航行器沒有接收到衛星導航信號、水下航行器與水平面之間的水面距離不小于距離閾值、水下航行器沒有接收地形匹配導航信號以及水下航行器與海底之間的深度距離不小于深度閾值。