申请/专利权人：哈尔滨工程大学

申请日：2023-06-12

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN116680500B

主分类号：G06F17/10

分类号：G06F17/10;G06F17/11;G06F17/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2023.09.19#实质审查的生效;2023.09.01#公开

摘要：本发明公开了水下航行器在非高斯噪声干扰下的位置估计方法及系统，所述方法包括以下步骤：根据获取的水下航行器的位置数据、速度数据与航向数据，构建协同定位系统状态空间模型；在得到基于线性化误差补偿的优化量测方程的基础上，构建增广状态模型；利用增广状态模型，基于student'st核函数和最小误差熵准则，构建代价函数；基于代价函数，求得后验状态估计的加权最小二乘表达形式；基于后验状态估计的加权最小二乘表达形式，使用矩阵求逆引理得到后验状态估计及相应的估计误差协方差矩阵的最终表达形式，完成水下航行器的位置估计。本发明能够有效削弱非高斯噪声对位置估计的影响，提高水下航行器在非理想作业环境中的定位精度。

主权项：1.水下航行器在非高斯噪声干扰下的位置估计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据获取的水下航行器的位置数据、速度数据与航向数据，构建协同定位系统状态空间模型；S2：基于所述协同定位系统状态空间模型，得到线性化误差补偿的优化量测方程，基于所述线性化误差补偿的优化量测方程，构建增广状态模型；S3：利用所述增广状态模型，基于student'st核函数和最小误差熵准则，构建代价函数；S4：基于所述代价函数，求得后验状态估计的加权最小二乘表达形式；S5：基于所述后验状态估计的加权最小二乘表达形式，使用矩阵求逆引理得到后验状态估计及相应的估计误差协方差矩阵的最终表达形式，完成水下航行器的位置估计；所述S1中，所述协同定位系统状态空间模型的表达式为： 其中，xk∈Rn×1，zk∈Rm×1，f·为状态转移函数，h·为量测函数，且EωkδlT＝0；离散时间模型表达式为： 其中，领航者与跟随者在k时刻的位置坐标分别为xk＝[ak,bk]T，zk为领航者与跟随者之间的相对距离，·T为转置操作，Δt为采样周期，ωk-1＝[qx,k-1,qy,k-1]T和δk分别为过程噪声和量测噪声，为速度向量，其中和分别为前向和右向速度，为航向；所述S3中，基于student'st核函数和最小误差熵准则，构建代价函数的方法包括：student'st核函数的表达式具体为： 其中，v和σ是核函数的两个重要参数，σ决定了核带宽度，v用于灵活调节核函数形状，ζi和ζj分别表示第i和第j个误差量；基于最小误差熵理论和student'st核函数，得到优化代价函数为： 其中，N＝n+m为状态量与观测量的维数之和，n为状态维数，m为量测维数；优化估计的表达式为：

全文数据：

权利要求：

百度查询： 哈尔滨工程大学 水下航行器在非高斯噪声干扰下的位置估计方法及系统

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