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龙图腾网获悉上海船舶电子设备研究所(中国船舶集团有限公司第七二六研究所)申请的专利基于MEMS IMU和DVL组合的水下航行器导航定位方法和系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116222570B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310100407.0，技术领域涉及：G01C21/20；该发明授权基于MEMS IMU和DVL组合的水下航行器导航定位方法和系统是由刘佳鹏;于特;曾青山;卢地华;周畅设计研发完成，并于2023-02-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于MEMS IMU和DVL组合的水下航行器导航定位方法和系统在说明书摘要公布了：本发明提供了一种基于MEMSIMU和DVL组合的水下航行器导航定位方法和系统，包括：取MEMSIMU的姿态角均值作为水下航行器的初始航向姿态信息；进行卡尔曼滤波的时间更新，计算水下航行器的位置和速度；将DVL测得的速度乘上比例因子消除比例误差；将DVL测得的速度消除杆臂误差，进一步校正DVL测量值；采用水下航行器速度与校正后的DVL速度作差，作为卡尔曼滤波器的测量差，进行卡尔曼滤波的量测更新，得到水下航行器位置和速度的最优估计；采用水下航行器的位置计算姿态角，输出导航位置、速度和姿态角。本发明分别消除了DVL测速的比例误差和杆臂误差，进一步提高了水下航行器的导航定位精度。

本发明授权基于MEMS IMU和DVL组合的水下航行器导航定位方法和系统在权利要求书中公布了：1.一种基于MEMSIMU和DVL组合的水下航行器导航定位方法，其特征在于，包括： 步骤S1：在水下航行器静止时，取一段时间内MEMSIMU的姿态角均值作为水下航行器的初始航向姿态信息； 步骤S2：在水下航行器航行时，采用MEMSIMU输出的姿态角和加速度信息进行卡尔曼滤波的时间更新，计算水下航行器的位置和速度； 步骤S3：将DVL测得的速度乘上比例因子消除比例误差； 步骤S4：将步骤S3得到的DVL速度消除杆臂误差，进一步校正DVL测量值； 步骤S5：采用步骤S2得到的水下航行器速度与步骤S4得到的校正后的DVL速度作差，作为卡尔曼滤波器的测量差，进行卡尔曼滤波的量测更新，得到水下航行器位置和速度的最优估计； 步骤S6：采用步骤S5得到的水下航行器的位置计算姿态角，输出导航位置、速度和姿态角； 步骤S1包括： MEMSIMU安装在水下航行器的重心位置，以MEMSIMU的初始位置为坐标原点，以东向为x轴，北向为y轴，天向为z轴建立导航坐标系，以载体轴向向前为x轴，载体向左为y轴，载体向上为z轴建立载体坐标系，则无人潜航器的初始位置坐标为X00,0，初始速度为V00,0,0，初始姿态角为 所述步骤S2包括：选取卡尔曼滤波器的状态变量为： X＝[xyvxvyvz]T 其中，x,y为水下航行器x轴和y轴方向的位置坐标；vx,vy,vz为水下航行器x轴、y轴和z轴方向的速度； 根据水下航行器的运动方程可以得到卡尔曼滤波器的状态转移方程： 其中，表示卡尔曼滤波器的状态变量；F表示卡尔曼滤波器的状态转移矩阵； 其中，Δt是水下航行器前后时刻的时间间隔； 以速度为量测量，得卡尔曼滤波器的量测方程为： 其中，Z表示卡尔曼滤波器的测量值；H表示卡尔曼滤波器的量测矩阵；vx表示水下航行器载体坐标系下的x轴方向速度；vy表示水下航行器载体坐标系下的y轴方向速度；vz表示水下航行器载体坐标系下的z轴方向速度；W是过程噪声，服从正态分布W～0,Q，U是测量噪声，服从正态分布U～0,R；Q表示过程噪声的协方差矩阵；R表示量测噪声的协方差矩阵； 将上述卡尔曼滤波器离散化得： 其中，Xk表示第k时刻的卡尔曼滤波器的状态变量；Zk表示第k时刻的卡尔曼滤波器的测量向量；Hk表示第k时刻的卡尔曼滤波器的测量方程；Φk-1表示第k-1时刻的卡尔曼滤波器离散化后的状态转移矩阵；Wk-1表示第k-1时刻的卡尔曼滤波器的过程噪声；Uk-1表示第k-1时刻的卡尔曼滤波器的量测噪声；k表示卡尔曼滤波器离散化后的第k时刻； 其中： 其中，I表示单位矩阵；Fk-1表示第k时刻的卡尔曼滤波器离散化前的状态转移矩阵； 向前推算状态变量，表达式为： ＝Φk-1k-1+Wk-1 向前推算误差协方差矩阵，表达式为：

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人上海船舶电子设备研究所(中国船舶集团有限公司第七二六研究所)，其通讯地址为：201100 上海市闵行区金都路5200号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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