[发明专利]一种基于单信标的水下蛙人自导航方法

权利要求书

1.一种基于单信标的水下蛙人自导航方法，其特点在于：

(1)预先在海底布放单个声信标，并通过标定获取该单信标所在位置；

(2)当满足构建虚拟信标阵列的条件之后，利用蛙人携带的多普勒测速仪以及姿态传感器输出的速度与姿态信息，结合单信标所在位置，构建虚拟信标阵列；

(3)利用水声测距原理获得蛙人与虚拟信标之间的相对距离，建立测距方程组，解算蛙人在当前采样时刻所处的位置。

2.根据权利要求1所述的一种基于单信标的水下蛙人自导航方法，其特征在于：综合了单信标水声测距、姿态传感器、DVL以及深度计四种传感器的不同特点，获取水下蛙人所在位置信息。单信标水声测距系统，只需预先在海底布放一个声信标并对其位置进行标定，系统结构简单，无需事先布放海底基阵和水面船只等辅助设备，能有效降低硬件复杂性和安装复杂性。姿态传感器可以连续输出水下蛙人的运动方向及姿态信息，DVL是根据多普勒效应进行速度检测的传感器，可以获得水下蛙人在载体系下的速度信息，深度计可以输出蛙人所在位置的深度信息，测量精度较高。

3.根据权利要求1所述的一种基于单信标的水下蛙人自导航方法，其特征在于：该方法避免了水下信标与蛙人之间的方位测量(由于水下环境的复杂性，依靠水声手段来测量方位难度较大)，提高了量测数据的可靠性。利用深度计获得精度较高的蛙人深度信息后，可以将水下蛙人的三维位置解算转化为二维位置解算，降低了算法的复杂程度，也提高了定位的准确性。