[发明专利]一种基于多传感器组合的短期水下AUV隐蔽导航方法

权利要求书

1.一种基于多传感器组合的短期水下AUV隐蔽导航方法，其特征在于，包括：

S1.船底的水声换能器以一定的频率发射声学信号，位于AUV上的应答器接收到信号后反射应答信号到水声换能器；

S2.当存在三个及以上的海面观测值时，通过距离交会得到最优位置信息，将传播时间作为待估参数一起参与求解以避免传播信号在水下环境延迟带来的误差；

S3.使用声线跟踪算法实现精确定位；

S4.获得声信号传播时间t_i后，与实际测得的传播时间T_i做差，得到时间差t_i，乘以声速c得到传播距离；

S5.进行AUV的隐蔽导航，根据传感器的精度和适用环境的不同，AUV的导航分为两种情景：浅水导航和深水导航，导航传感器的选择根据深度计信息自由切换。

2.根据权利要求1所述的一种基于多传感器组合的短期水下AUV隐蔽导航方法，其特征在于，S1包括：通过测量声信号的传播时间乘以声信号传播速度得到距离：

，式中表示测距信息，表示声信号传播的声速，表示信号传播时间，，N表示无人船的数量；为水声换能器和应答器之间的欧氏距离；为等效测距误差。

3.根据权利要求2所述的一种基于多传感器组合的短期水下AUV隐蔽导航方法，其特征在于，S3包括：由射线声学基本理论，第i层的声线轨迹曲率为：

；

式中，表示声信号入射角，s表示信号传播路径，z表示深度，表示掠射角，c为声速；

对于等声速梯度层，声速梯度为常数，表示为：；

c_i为第i层水层的声速，z_i为第 i层水层的深度，为第i层水层的声信号入射角，为第i层水层的掠射角；

声线在层内的实际轨迹为一段圆弧，求出第 i层的 t_i及水平传播距离 y_i：

将每段声信号经过的弧进行累加同样，所需的传播时间T_N和水平位移Y_N分别为：； ，得到传播时间后获得水声换能器与应答器之间的实际信号经过的路径距离。

4.根据权利要求3所述的一种基于多传感器组合的短期水下AUV隐蔽导航方法，其特征在于，S4包括：声速的确定采用一种自适应方法，声速 c的大小根据AUV所处的深度z_i确定，将水层分为浅水层和深水层，分别采用不同的声速，则实际的距离L表示为：

，其中表示声速是c关于z_i的函数。