[發明專利]一種海洋編隊導航方法

在審

• 申請號: 202211112433.7
• 申請日: 2022-09-14
• 公開（公告）號: CN115201882A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 陳明禮;李紹強;李儀佳
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司青島市黃島區供電公司
• 主分類號: G01S19/45
• 分類號: G01S19/45;G01S19/49;G01S19/43;G01C21/20;G01C21/16
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 王鳴鶴

本發明公開了一種海洋編隊導航方法，屬于導航技術領域，用于海上船只的導航，編隊包括主船和若干副船，所述主船上搭載PPP接收機和RTK接收機，接收差分數據和非差分數據，所述副船上搭載RTK接收機，接收差分數據；主船使用PPP?RTK定位方式進行位置解算，并生成輔助RTK的輔助信息，將輔助信息傳遞至各副船；副船接收主船的輔助信息，結合自身接收的差分數據進行位置解算；副船將位置解算結果反饋給主船。本發明通過加入電羅經和計程儀，提高了組合導航的定位精度；通過搭載的多波束傳感器進行地形可視化處理，并免去了船底搭載的傳感器，僅使用船身上的多波束傳感器即可監測船底的地形。

技術領域

本發明屬于導航技術領域，具體涉及一種海洋編隊導航方法。

背景技術

現有技術的編隊行進導航方法，通常是在各個船只上進行分別定位，這不利于了解編隊中各船只之間的位置關系。主船的導航中一般僅僅使用GNSS測量或者組合導航測量，未能結合多種測量儀器的數據進行觀測方程的改善，另外編隊內的船只數量較多，近海工作時，船只底部的地形容易使船只受損，在船只底部安裝多波束傳感器雖然能夠檢測海底地形，但若操作不當，可能會使船底的多波束傳感器受損，造成船只靠岸困難。

發明內容

本發明公開了一種海洋編隊導航方法，解決現有技術中，編隊船只缺乏相對定位能力、主船導航未能進一步改善觀測方程以及編隊中船只近海工作容易損傷船底傳感器的問題。

一種海洋編隊導航方法，包括：

S1.編隊包括主船和若干副船，所述主船上搭載PPP接收機和RTK接收機，接收差分數據和非差分數據，所述副船上搭載RTK接收機，接收差分數據；

S2.主船使用PPP-RTK定位方式進行位置解算，并生成輔助RTK的輔助信息，將輔助信息傳遞至各副船；

S3.副船接收主船的輔助信息，結合自身接收的差分數據進行位置解算；

S4.副船將位置解算結果反饋給主船。

PPP-RTK的觀測方程為：

式中，位于字符上標的i表示衛星序號，位于字符下標的f表示衛星的頻率，為偽距測量值，為偽距的噪聲，表示偽距的多路徑效應，表示偽距相位偏差，為載波相位測量值， 為載波相位的噪聲，表示載波相位的多路徑效應，表示i號衛星對應的電離層延遲，表示對流層延遲，表示主船與i號衛星的距離，表示i號衛星對應的頻率比例系數， 表示i號衛星對應的鐘差，為投影函數， 表示主船接收機的鐘差，表示載波相位波長，表示整周模糊度， 表示i號衛星載波相位偏差，表示接收機的載波相位偏差。

將輔助信息帶入PPP-RTK的觀測方程中，進行主船的位置解算，所述輔助信息包括：、、、和。

主船上還設有INS系統，通過慣性導航傳感器進行姿態信息測量，PPP接收機獲取的GNSS信息和INS系統的測量信息融合進行組合導航信息解算。

在組合導航中加入電羅經和計程儀的改正信息。

地形測量傳感器將拼接后的地面圖像或地形圖像展示在顯示端上。

RTK量測方程為： ，其中為量測向量，為系數矩陣，為參數矩陣，為殘差矩陣；

PPP量測方程為：，式中，為量測矩陣，為量測矢量誤差，為協方差矩陣的量測高斯白噪聲，協方差矩陣通過基于統計的PPP解來動態調整， 為量測參數矩陣；

組合導航的量測方程為：，式中，為狀態向量，為對應的噪聲向量，為 對應的量測矩陣。