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申请/专利权人：哈尔滨工程大学

摘要：一种基于声学测距的单领航AUV水下动基座对准方法，它属于水下导航定位技术领域。本发明解决了当利用声学测距提供定位信息时，现有方法无法实现水下动基座的对准的问题。本发明的主AUV将自身位置以及主、从AUV的相对距离发送给从AUV，通过三次样条插值方法增加声学测距从AUV有效位置信息数量，以惯导系统输出的从AUV位置信息与插值后的从AUV的位置信息差值为观测量，利用卡尔曼滤波在线进行对准，可进一步提高对准性能。而且相比于现有方法，本发明不需要单领航AUV的外部信息作为基准。本发明方法可以应用于基于声学测距的单领航AUV水下动基座对准。

主权项：1.一种基于声学测距的单领航AUV水下动基座对准方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：步骤一、主AUV和从AUV按照设计的路径航行；步骤二、当k＝1时，采集从AUV惯性组件输出的数据，采集的数据具体包括加速度计输出的加速度信息以及MEMS陀螺仪输出的角速度信息；将k时刻从AUV的加速度信息记为上角标T表示转置，和分别表示k时刻从AUV的加速度计测量比力在载体系三个坐标轴上的分量，单位均为ms2；将k时刻从AUV的角速度信息记为和分别表示k时刻MEMS陀螺仪测量的角速度在载体系三个坐标轴上的分量，单位均为rads；步骤三、初始化时刻k＝2，迭代次数l＝1；步骤四、采集从AUV惯性组件在k时刻输出的数据，利用k-1时刻采集到的从AUV惯性组件输出数据来更新k时刻从AUV的惯导信息，即获得惯导系统输出的k时刻从AUV的位置、速度和姿态信息；步骤五、利用声学测距测量k时刻主AUV的位置信息以及主AUV与从AUV的相对距离；步骤六、判断是否满足k＝l·ΔT，ΔT为设定的阈值；若满足，则将时刻l-1·ΔT+1至时刻l·ΔT的主AUV与从AUV的相对距离发送给从AUV，并执行步骤七；若不满足，则令k＝k+1，返回执行步骤四；步骤七、将步骤五测得的主AUV位置信息以及主AUV与从AUV的相对距离发送给从AUV，利用接收到的信息和各时刻从AUV的姿态信息来求解从AUV的位置信息；步骤八、对步骤七中获得的从AUV位置信息进行筛选，获得筛选出的从AUV位置信息；步骤九、将步骤八中筛选出的从AUV位置信息以及对应的时刻作为已知数据节点进行插值，得到插值后各个时刻的从AUV位置信息；步骤十、对于时刻l-1·ΔT+1至时刻l·ΔT之间的任意一个时刻，均获得当前时刻下惯导系统输出的从AUV位置信息与插值后从AUV位置信息的差值，将获得的从AUV位置信息差值作为观测量；将AUV位置误差、速度误差、姿态误差、陀螺仪误差和加速度计误差组成状态量，根据状态量和观测量进行卡尔曼滤波，得到各时刻状态量估计结果；再根据状态量估计结果更新各时刻从AUV的姿态信息，并输出从AUV的对准结果，即更新后的从AUV姿态信息；步骤十一、判断对准过程是否结束；若未结束，则令l＝l+1，k＝l-1ΔT+1，并返回执行步骤四；若结束，则完成整个对准过程，将从AUV的姿态信息反馈回惯导系统。

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