[发明专利]基于捷联惯导系统的多普勒计程仪测速误差抑制方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种测速误差抑制方法，特别是涉及一种多普勒计程仪的测速误差抑制方法。

背景技术

多普勒计程仪是一种常用船用计程仪，它是利用声波或超声波在水中的多普勒效应制成的计程仪，由于它可以直接测量船舶对地的速度，并且稳定可靠，所以近年来受到广泛应用。在船舶导航系统中，多普勒计程仪（DVL）测量速度通常用作辅助捷联罗经系统，DVL测量速度及其测量速度的差分值（加速度）提供给捷联罗经系统，这样可以去除船舶速度和加速度对于捷联罗经系统导航的影响。但是多普勒计程仪输出的速度中含有大量的噪声高频分量，这样会影响到对于捷联罗经系统的导航解算。

目前针对多普勒计程仪测速问题，国内已有人开始研究，并且提出了一些不错的方法，傅菊英在《海洋技术》发表的《声学多普勒计程仪测速误差分析与补偿》。这篇文章主要对多普勒计程仪的安装偏差、波束方向误差和电路设计误差等固定误差、通过标定试验给出多普勒计程仪的补偿系数并验证其有效性。但是他的标定实在实验室的环境下进行标定，属于事先标定，不能满足实时性的要求，并且精度较差。由于是针对固定误差的标定，所以灵活性也较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既能很好的滤去多普勒中的高频误差分量，又能避免滤去船舶真实运动信息中的高频部分的基于捷联惯导系统的多普勒计程仪测速误差抑制方法。

本发明的目的是这样实现的：

步骤1：向船舶的多普勒计程仪和船舶捷联惯导系统中输入初始位置信息，并且采集陀螺和加速度计的输出信息；

步骤2：通过步骤1中的初始位置信息和采集的陀螺、加速度计的输出信息，获得初始的捷联惯导系统捷联矩阵

步骤3：捷联惯导系统进入导航工作阶段，实时解算k时刻的捷联姿态矩阵与导航坐标系下的速度Vⁿ(k)；

步骤4：多普勒计程仪实时输出第k时刻的多普勒速度V_dvl(k)；

步骤5：由捷联惯导系统测量得到导航坐标系下的速度Vⁿ(k)，并通过Vⁿ(k)测量得到k时刻的船舶前进速度

步骤6：由步骤4中与步骤5中测量得到ΔV(k)，

ΔV(k)=Vdvl(k)-Vyb(k);]]>

步骤7：对ΔV(k)进行高通数字滤波得到

V~(k)=W(k)ΔV(k);]]>

步骤8：将补偿到多普勒速度中，得到优化后的多普勒速度U_dvl(k)