[发明专利]多普勒测速仪速度修正方法及水下自主航行器导航误差修正方法

权利要求书

1.一种多普勒测速仪速度修正方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取多普勒测速仪输出的前向速度和侧向速度；

根据所述前向速度和侧向速度计算多普勒测速仪安装误差角和速度系数；

结合所述多普勒测速仪安装误差角和速度系数对多普勒测速仪输出的前向速度和侧向速度进行修正计算，获得修正后的前向速度和侧向速度。

2.根据权利要求1所述的多普勒测速仪速度修正方法，其特征在于，所述多普勒测速仪安装误差角和速度系数的计算公式为：

其中，k为速度系数，δ为安装误差角，

ΔJ、ΔW分别为当前时刻与上一时刻经纬度差值，θ为当前时刻航向，Vx'、Vz'分别为多普勒测速仪输出的前向速度与侧向速度，Δt为航位推算的单位周期，ρ₁、ρ₂分别为当前时刻子午椭圆和纬线圈曲率。

3.根据权利要求1或2所述的多普勒测速仪速度修正方法，其特征在于，所述对多普勒测速仪输出的前向速度和侧向速度进行修正计算的公式为：

其中，Vx、Vz分别为修正后的前向速度和侧向速度，Vx'、Vz'分别为多普勒测速仪输出的前向速度与侧向速度。

4.根据权利要求1-3任一项所述的多普勒测速仪速度修正方法，其特征在于，还包括以下步骤：

对修正后的前向速度和侧向速度进行滤波平滑处理，获得滤波平滑处理后的前向速度和侧向速度。

5.根据权利要求4所述的多普勒测速仪速度修正方法，其特征在于，所述滤波平滑处理的计算公式为：

其中，Vx_(i+1)、Vz_(i+1)分别为下一时刻的前向速度和侧向速度，Vx_i、Vz_i、Vx_i+1、Vz_i+1分别为当前时刻修正后的前向速度和侧向速度、下一时刻修正后的前向速度和侧向速度；α、β为速度信息滤波系数，α+β＝1。

6.一种水下自主航行器导航误差修正方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用如权利要求1-5任一项所述的多普勒测速仪速度修正方法，获得修正后的前向速度与侧向速度；

将所述修正后的前向速度与侧向速度引入航位推算，获得经纬度值。

7.根据权利要求6所述的水下自主航行器导航误差修正方法，其特征在于，所述航位推算的计算公式为：

其中，

J_n、W_n分别为当前时刻的经纬度值，J₀、W₀为初始点的经纬度值，θ为航向，Vx、Vz分别为修正后的前向速度与侧向速度，V_E、V_N分别为水下无人自主航行器的在地球坐标系中的东向速度和北向速度，Δt为航位推算的单位周期，ρ₁、ρ₂分别为当前时刻子午椭圆和纬线圈曲率。

8.一种水下自主航行器导航误差修正方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取磁罗盘提供的航向；

根据所述磁罗盘提供的航向计算出误差；

将所述误差反馈给所述磁罗盘提供的航向，对磁罗盘提供的航向进行修正，获得修正后的航向；

采用如权利要求1-5任一项所述的多普勒测速仪速度修正方法，获得修正后的前向速度与侧向速度；

将所述修正后的航向和修正后的前向速度与侧向速度引入航位推算，获得经纬度值。

9.根据权利要求8所述的水下自主航行器导航误差修正方法，其特征在于，所述航位推算的计算公式为：

其中，

J_n、W_n分别为当前时刻的经纬度值，J₀、W₀为初始点的经纬度值，θ为修正后的航向，Vx、Vz分别为修正后的前向速度与侧向速度，V_E、V_N分别为水下无人自主航行器的在地球坐标系中的东向速度和北向速度，Δt为航位推算的单位周期，ρ₁、ρ₂分别为当前时刻子午椭圆和纬线圈曲率。