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申请/专利权人：哈尔滨工程大学

摘要：一种基于声学授位的水下AUV粗对准方法，它属于惯性导航系统粗对准技术领域。本发明是为了提高现有方法的对准精度和适用性，并降低现有方法的复杂度。本发明主AUV依靠安装在主、从AUV上的超短基线测量从AUV位置，并将从AUV位置以水声通信的方式发送给从AUV，从AUV根据接收到的位置信息，并充分利用SINS加速度计数据，通过滑动窗口选择平均合干扰加速度最小的窗口所对应的数据段作为构建矢量的积分区间，还利用从AUV安装的DVL所提供的速度信息对SINS的加速度计输出进行补偿，实现了主从协同导航中从AUV的水中粗对准，减小了从AUV受洋流影响产生线运动所引起的对准误差。本发明方法可以应用于惯性导航系统中水下AUV的粗对准。

主权项：1.一种基于声学授位的水下AUV粗对准方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：步骤一、从AUV通过水声通信接收对准起始时刻主AUV超短基线测量得到的从AUV位置信息；步骤二、从AUV采集tk时刻的SINS加速度计输出的加速度信息、SINS陀螺仪输出的角速度信息以及DVL输出的速度信息；将SINS加速度计输出的加速度信息表示为：其中，和分别表示tk时刻SINS加速度计测量的比力在载体坐标系三轴上的分量，单位为ms2；将SINS陀螺仪输出的角速度信息表示为：其中和分别表示tk时刻SINS陀螺仪测量的角速度在载体坐标系三轴上的分量，单位为rads；将DVL输出的速度信息表示为：其中，和分别表示tk时刻DVL测量的从AUV在载体坐标系下的右向速度、前向速度和上向速度，单位为ms；步骤三、根据主AUV提供的经纬度信息，更新tk时刻惯性坐标系到导航坐标系的姿态转换矩阵步骤四、根据SINS陀螺仪输出的角速度信息，更新tk时刻载体坐标系到初始时刻载体惯性坐标系ib0的姿态转换矩阵步骤五、根据SINS加速度计输出的加速度信息和获得tk时刻重力加速度在初始时刻载体惯性坐标系的投影根据当地重力加速度信息和姿态转换矩阵获得tk时刻重力加速度在地心惯性坐标系的投影gitk；步骤六、判断对准是否结束；若对准结束，则执行步骤七；若对准未结束，则令k＝k+1，返回执行步骤二；步骤七、根据各采样时刻得到的加速度计数据和设置的滑动时间窗口选择第一个积分区间；步骤八、对gitk在步骤七选择的第一个积分区间和第二个积分区间分别进行积分，来构造参考矢量；对在步骤七选择的第一个积分区间和第二个积分区间分别进行积分，来构造观测矢量；所述第二个积分区间为对准起始时刻t0到对准结束时刻tM的数据段；并根据观测矢量和参考矢量来计算地心惯性坐标系到初始时刻载体惯性坐标系的姿态转换矩阵步骤九、利用姿态转换矩阵和来初步估计tk时刻载体坐标系到导航坐标系的姿态转换矩阵再对初步估计的矩阵进行正交化处理，得到正交化处理后的姿态转换矩阵步骤十、利用tk时刻姿态转换矩阵和DVL输出的速度信息来补偿tk时刻加速度计输出，得到补偿结果并根据对进行更新得到步骤十一、利用返回执行步骤八重新计算出并根据最终估计出tk时刻的载体坐标系到导航坐标系的姿态转换矩阵再对最终估计出的姿态转换矩阵进行正交化处理，得到正交化处理后的姿态转换矩阵步骤十二、根据姿态转换矩阵解算tk时刻AUV三个姿态角的估计结果； 其中，Cij，i,j＝1,2,3表示姿态转换矩阵中第i行第j列的元素，θ、γ和ψ分别表示估计出的俯仰角、横滚角和航向角。

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