摘要：水下单信标导航系统具有系统复杂度低、灵活配置及隐蔽性高等特点,信标航路接近设计是UUV单信标自身惯导校准及成功定位的关键。文章首先对单信标基于频差(Frequency Difference Of Arrival,FDOA)导航原理进行介绍并对导航误差进行分析,然后依据导航误差分布规律优化设计了单信标导航信标接近路径,提出了长航程UUV导航校准流程。在设计的长航程仿真场景中,利用若干单信标,实现了UUV的惯导误差校准。

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。