[发明专利]一种基于“准短基线”的惯性导航/水声组合导航方法

摘要

本发明提供一种基于“准短基线”的惯性导航/水声组合导航方法，具体过程为在水下运载体的艏、艉两端各安装一个声学询问器；在运载体艉端询问器安装处安装深度传感器；两询问器、深度传感器及水下运载体周围的应答器共同构成“准短基线”定位系统；艏、艉两端的两个询问器顺次发出询问信号，利用声学测距原理分别获得两询问器至应答器的距离；根据两询问器至应答器的距离以及深度传感器测量的深度信息，计算应答器在载体水平坐标系的位置信息；根据应答器在载体水平坐标系位置信息和已知的应答器在导航坐标系的位置信息，计算出水下运载体在导航坐标系中的位置信息，利用所述位置信息实现对惯导系统的校准，实现惯导/水声组合定位。

主权项

一种基于“准短基线”的惯性导航/水声组合导航方法，其特征在于，具体过程为：(1)在水下运载体的艏、艉两端各安装一个声学询问器，并确定两询问器之间的间距；在运载体艉端询问器安装处安装深度传感器；两询问器、深度传感器及水下运载体周围的应答器共同构成“准短基线”定位系统；(2)定义以艉端询问器为原点、以艉端询问器和艏端询问器在艉端询问器所在水平面内的投影的连线为y轴的右手系为载体水平坐标系；(3)在运载体上安装惯导系统，惯导系统安装位置与水下运载体艉端的询问器一致；(4)运载体开始行进并利用惯导系统实现导航，行进一段时间后，在需要对惯导系统积累误差进行校准时，艏、艉两端的两个询问器顺次发出询问信号，利用声学测距原理分别获得两询问器至应答器的距离；(5)根据两询问器至应答器的距离以及深度传感器测量的深度信息，计算应答器在载体水平坐标系的位置信息；(6)根据应答器在载体水平坐标系位置信息和已知的应答器在导航坐标系的位置信息，计算出水下运载体在导航坐标系中的位置信息，利用所述位置信息实现对惯导系统的校准，实现惯导/水声组合定位；所述计算应答器在载体水平坐标系的位置信息时，其横坐标Rx1由运载体艏向幅值变化和艏向角确定，具体如下述公式所示Rx1=|Rx1|sign(sign(R·abs(t)))·sign(Ψ·(t))]]>其中，表示Rx1的幅值变化，表示艏向角的变化。