申请/专利权人：中国航天空气动力技术研究院

申请日：2020-06-08

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN111829512B

主分类号：G01C21/16

分类号：G01C21/16;G01C21/20;G01S19/45;G01S19/47

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2020.11.13#实质审查的生效;2020.10.27#公开

摘要：本发明涉及一种基于多传感器数据融合的AUV导航定位方法及系统。该方法中，采用不依赖外部信息、不受环境影响的惯性导航系统作为主惯导系统，GPSUSBL作为辅助定位系统，DVL作为辅助测速系统，旨在应用多种较低精度传感器设计一种高精度组合导航系统。步骤一：建立惯性导航运动学模型；步骤二：定义AUV的3维空间、6个自由度的运动参数；所述AUV是指无人水下潜航器；步骤三：确定组合导航系统模型的基本形式；步骤四：进行惯性导航、声学导航和卫星导航相结合的组合导航。该组合导航方式应用在AUV的水面、水下运动测试中，均取得较好的定位效果，定位误差在10m左右，是系统具有更高的稳定性和实用性。

主权项：1.一种基于多传感器数据融合的AUV组合导航方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤一：建立惯性导航运动学模型；步骤二：定义AUV的3维空间、6个自由度的运动参数；所述AUV是指无人水下潜航器；步骤三：确定组合导航系统模型的基本形式；步骤四：进行惯性导航、声学导航和卫星导航相结合的组合导航；惯性导航运动学模型具体为：惯性导航姿态更新为： 其中，Δθ＝[ΔθxΔθyΔθz]T表示载体坐标系下陀螺仪输出的三轴角度变化信息；ε＝[εxεyεz]T表示载体坐标系下陀螺三轴常值漂移信息；[q0q1q2q3]T表示四元数信息，姿态更新时采用旋转矢量法更新四元数；Δq＝[Δq0Δq1Δq2Δq3]T为四元数变化量；惯性导航速度更新为： 其中，V＝[VNVEVD]T表示n系下三维速度信息，为捷联矩阵，ΔV＝[ΔVxΔVyΔVz]T表示b系下加速度计输出的三轴速度变化信息，g表示当地重力加速度，Δt表示采样时间间隔；ΔA＝[ΔAxΔAyΔAz]T表示b系下加速度计的常值零偏信息；惯性导航位置更新为： 其中：P＝[PNPEPD]T表示n系下三维位置信息；定义AUV的3维空间、6个自由度的运动参数，具体为：PN,PE,PD：表示在导航坐标系下，AUV在三个坐标轴下的位置分量；VN,VE,VD：表示在导航坐标系下，AUV在三个坐标轴下的速度分量；γ,θ,ψ：γ为横滚角，选取逆时针方向为正方向，其取值范围是-180°,180°；θ为俯仰角，正方向与横滚角相同，取值范围是-90°,90°；ψ为偏航角，左偏航为正，取值范围是-180°,180°；组合导航系统模型的基本形式为 其中，X为状态量，Φk-1为状态转移矩阵，Z为量测量，Hk为量测矩阵，wk-1与vk代表过程噪声与量测噪声，服从正态分布wk-1～0,Qk，vk～0,Rk，Qk是过程噪声方差且非负定；Rk是量测噪声方差且正定。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国航天空气动力技术研究院 一种基于多传感器数据融合的AUV导航定位方法及系统

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