[发明专利]一种基于海流剖面的UUV辅助导航方法

权利要求书

1.一种基于海流剖面的UUV辅助导航方法，其特征是包括下列步骤：

(1)海流剖面数据和DVL速度获取

利用UUV携带的控制计算机控制ADCP发射一定频率的声波，利用多普勒效应获取下部紧贴UUV水层厚度的海流剖面；

利用UUV携带的控制计算机控制DVL发射一定频率的声波，利用多普勒效应获取DVL的速度，即UUV的航行速度；

(2)海流剖面的Kalman滤波

根据海流环境以及UUV自身模型的特点，建立海流剖面数据Kalman滤波数据模型；并参照海流高频残差的数量级确定海流Kalman滤波数据模型中的观测噪声方差R，同时根据DVL测得的UUV速度信息动态调节过程噪声方差Q值的大小；

(3)“UUV速度-海流信息”关系库建立

当DVL导航声纳数据有效时，利用DVL测得的UUV速度、OCTANS姿态传感器测量得到的UUV的航向信息，ADCP测量得到的海流剖面数据，建立“UUV速度-海流信息”关系库；

(4)海流剖面辅助导航

当DVL导航声纳数据失效时，利用“UUV速度-海流信息”关系库，以及ADCP声纳实时测得的海流剖面信息，推算UUV的导航速度；再根据初始UUV的经纬度和船位推算算法得到推算UUV的位置信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于海流剖面的UUV辅助导航方法，其特征是所述UUV的位置信息的获取方法为：

推算的UUV导航速度在正东方向和正北方向的分量如下式：

vE=vFsinH-vLcosHvN=vFcosH+vLsinH]]>

式中v_E、v_N——分别为载体航行速度在正东方向和正北方向的分量；

v_F、v_L——分别为DVL测得的载体相对大地的前向速度和左向速度；

H——UUV载体的航向角，顺时针为正，逆时针为负，由罗经测得；

UUV位置由下面的公式计算得到：

J=J0+Σi=1nvE,(i-1)Δt/RM,(i-1)W=W0+Σi=1nvN,(i-1)Δt/RN,(i-1)]]>

式中Δt——DVL采样周期；

J、W——分别为n时刻UUV载体所在位置的经度和纬度；

J₀、W₀——分别为初始时刻载体的经度和纬度，由GPS接收机测得；

v_E，(i-1)、v_N(i-1)——分别为i-1时刻UUV航行速度在正东方向和正北方向的分量；

R_M，(i-1)、R_N，(i-1)——分别为i-1时刻地球子午曲率半径和纬度圈曲率半径。