[发明专利]声学多普勒测速仪误差估计方法、装置及系统

权利要求书

1.一种声学多普勒测速仪误差估计方法，应用于水中行驶的载体，所述载体上预配置由多普勒测速仪(DVL，Doppler Velocity Log)与姿态传感器建立的组合导航系统，其特征在于，所述方法包括：

步骤一，根据所述载体的起点位置和终点位置获取所述载体在水平面上的真实位移S_H和航位推算位移

步骤二，利用下式确定DVL刻度因子误差δk_d以及DVL安装误差ψ：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一之前还包括：

建立典型工况下的组合导航系统测速误差模型；

对所述测速误差模型进行时间变量积分，获取DVL测速误差与组合导航系统递推位置误差之间的映射关系；

根据所述映射关系确定所述式(1)和(2)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述测速误差模型为：

其中，n代表导航坐标系，其三坐标轴分别指向东、北、天代表所述组合导航系统测量的载体在所述导航坐标系下的速度；d代表DVL预设坐标系；δk_d代表DVL刻度因子误差；I为3维单位矩阵；φ代表所述载体姿态传感器测量载体姿态的误差，φ_U为φ的天向分量；θ和ψ分别为所述DVL预设坐标系下x轴和z轴的安装误差角；u＝[0 0 1]^T为单位向量；V_n代表载体在所述导航坐标系下的真实速度；v_dY代表所述载体在所述DVL预设坐标系下的真实速度的y轴分量。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述映射关系为：

式(4)中，分别表示在时间段[0,T]内载体的真实位移矢量、计算位移矢量和行驶里程。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述映射关系确定所述式(1)和(2)包括：

将式(4)分解为水平和垂直两部分，得到

其中，S_H＝[S_ES_N 0]^T，下标H表示在水平面上的投影；

根据所述式(5)和(6)确定所述式(1)和(2)。

6.一种应用权利要求1所述的方法进行导航的方法，包括：

利用所述式(1)和(2)得到所述DVL刻度因子误差δk_d以及DVL安装误差ψ的值；

利用得到值更新预设的航位推算算法，利用更新后的航位推算算法进行导航。

7.一种声学多普勒测速仪误差估计装置，应用于水中行驶的载体，所述载体上预配置由多普勒测速仪(DVL，Doppler Velocity Log)与姿态传感器建立的组合导航系统，其特征在于，所述装置包括：

位移获取单元，用于根据所述载体的起点位置和终点位置获取所述载体在水平面上的真实位移S_H和航位推算位移

误差确定单元，用于利用下式确定DVL刻度因子误差δk_d以及DVL安装误差ψ：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括映射单元，用于：

建立典型工况下的组合导航系统测速误差模型；

对所述测速误差模型进行时间变量积分，获取DVL测速误差与组合导航系统递推位置误差之间的映射关系；

根据所述映射关系确定所述式(1)和(2)。