水下单信标导航航路规划和最优航路接近方法

作     者：张新宇 王燕 邹男 梁国龙 付进 ZHANG Xinyu;WANG Yan;ZOU Nan;LIANG Guolong;FU Jin

作者机构：哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 

基　　金：国家自然科学基金(62101153) 重点实验室稳定支持(JCKYS2021604SSJS003) 

出 版 物：《导航定位与授时》 (Navigation Positioning and Timing)

年 卷 期：2023年第10卷第5期

页      码：18-30页

摘      要：相比于传统的长基线和超短基线等导航方式,水下单信标导航具有布放简单的优点,但其导航精度有待进一步提高。为此,提出了单信标导航的航路规划方案,通过泰勒级数展开推导了水平位置精度因子的表达式,并分析了导航点和声信标的相对几何位置关系对导航精度的影响,最终提出了航路规划方案。在此基础上,还提出了自主水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)从其他位置接近最优航路的方法,包括两部分:一是建立以时延为观测量的滤波模型,利用滤波算法实时获取AUV的位置估计值;二是基于可观测度分析结果对最优航路接近过程的轨迹进行了设计。二者的结合使得AUV高效率且高精度地逼近最优航路。仿真证明了采用所提出的航路规划方案和最优航路接近方法可以提高导航精度,航路规划方案使得AUV位置估计的均方根误差近似为2 m。

主 题 词：航路规划 最优航路接近 精度分析 可观测度 单信标导航 

学科分类：08[工学] 081105[081105] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 0825[工学-环境科学与工程类] 0811[工学-水利类] 

D　O　I：10.19306/j.cnki.2095-8110.2023.05.003

馆 藏 号：203124476...