[发明专利]一种用于水下INS和DVL组合导航系统的DVL参数标定方法

摘要

一种用于水下INS和DVL组合导航系统的DVL参数标定方法，其流程为：(1)水下航行器完成初始对准后，进行第一次GNSS校准；(2)匀速直航一定距离后进行第二次GNSS校准；(3)根据两次校准记录的GNSS和组合导航位置信息，计算DVL参数；(4)航行器折返并匀速直航一定距离后进行第三次GNSS校准，计算DVL参数，根据上次DVL参数迭代计算总的DVL参数；(5)航行器折返并直航一定距离时，进行第四次GNSS校准，根据第四次校准组合导航位置和GNSS位置信息，计算组合导航的位置误差，判断精度是否满足要求，若满足则标定完成，否则迭代计算以完成标定。本发明具有计算简单、精度高、操作简单等优点。

主权项

一种用于水下INS和DVL组合导航系统的DVL参数标定方法，其特征在于，流程为：(1)第一次GNSS校准：水下航行器完成初始对准后，进入SINS/DVL组合导航状态，浮出水面接收GNSS信号，进行第一次GNSS校准，并记录当GNSS最后一次位置有效时的组合导航的基于地心地固坐标系下的位置(XI0，yI0，zI0)和GNSS的基于地心地固坐标系下的位置信息(xG0，yG0，zG0)，作为校准点1的信息；(2)第二次GNSS校准：水下航行器匀速直航，并以INS/DVL组合导航状态工作，航行一段距离后水下航行器上浮开始接收GNSS信号，进行第二次校准，记录从第一个校准点开始到第二个校准点DVL天向投影速度的积分HDVL，记录当GNSS位置第一次有效时且没有校准的组合导航位置(xI1，yI1，zI1)和GNSS位置(xG1，yG1，zG1)，作为校准点2的信息；(3)计算DVL参数：根据校准点1和校准点2记录的GNSS位置信息和组合导航位置信息，计算DVL参数；即：DVL刻度因子K0、DVL与INS的方位安装角偏差α0和俯仰安装角偏差β0，然后代入INS/DVL组合导航进行计算，并记录当GNSS最后一次位置有效时的组合导航的基于地心地固坐标系下的位置(xI2，yI2，zI2)和GNSS的基于地心地固坐标系下的位置信息(xG2，yG2，zG2)，作为校准点3的信息；(4)第三次GNSS校准：航行器折返并匀速直航，航行一定距离时，进行第三次GNSS校准，记录从校准点2开始到校准点3DVL速度在天向投影的积分HDVL，记录当GNSS位置第一次有效时且没有校准的组合导航位置(xI3，yI3，zI3)和GNSS的位置信息(xG3，yG3，zG3)，作为校准点4的信息；根据校准点3和校准点4的信息，计算DVL刻度因子K1、DVL与INS的方位安装角偏差α1和俯仰安装角偏差β1；(5)根据上次DVL参数迭代计算总的DVL参数：总DVL刻度因子K、DVL与INS的总方位安装角偏差α和总俯仰安装角偏差β，迭代计算公式如下：K＝K0×K1  α＝α0+α1  β＝β0+β1然后代入INS/DVL组合进行计算，记录当GNSS最后一次位置有效时的组合导航位置(XI4，YI4，ZI4)和GNSS的位置信息(xG4，yG4，zG4)，作为校准点5的信息；(6)第四次GNSS校准：航行器开始下潜折返并匀速直航，当航行一定距离时，进行第四次校准；当GNSS信息有效时，记录当GNSS位置第一次有效时且没有校准的组合导航位置(xI5，yI5，zI5)和GNSS位置(xG5，yG5，zG5)作为校准点6的信息；根据校准点6组合导航位置(xI5，yI5，zI5)和GNSS位置(xG5，yG5，zG5)信息，计算组合导航的位置误差，判断精度是否满足要求，若满足要求，保存DVL参数，标定完成；否则根据校准点5和校准点6记录的GNSS 位置信息和组合导航位置信息，计算DVL参数；根据上次DVL参数计算总的DVL参数，并保存DVL参数，标定完成。