一种基于海流剖面的UUV辅助导航方法

摘要

本发明提供的是一种基于海流剖面的UUV辅助导航方法。首先建立海流剖面数据Kalman滤波模型，然后根据环境的变化以及UUV自身速度的变化，确定Kalman方程中的观测噪声方差R和过程噪声方差Q，最后建立“UUV速度-海流剖面”关系数据库，利用该关系库以及ADCP测得的海流剖面信息，推算DVL失效时的UUV速度，进而通过船位推算方法得到UUV的导航位置。本发明的有益效果在于UUV在水下执行任务时，一旦DVL声纳数据失效，可以使用ADCP海流剖面信息推算UUV速度，使得UUV在大深度等复杂海洋环境下可以继续执行海洋勘探任务，提高UUV的环境适应能力。

主权项

一种基于海流剖面的UUV辅助导航方法，其特征是包括下列步骤：(1)海流剖面数据和DVL速度获取利用UUV携带的控制计算机控制ADCP发射一定频率的声波，利用多普勒效应获取下部紧贴UUV水层厚度的海流剖面；利用UUV携带的控制计算机控制DVL发射一定频率的声波，利用多普勒效应获取DVL的速度，即UUV的航行速度；(2)海流剖面的Kalman滤波根据海流环境以及UUV自身模型的特点，建立海流剖面数据Kalman滤波数据模型；并参照海流高频残差的数量级确定海流Kalman滤波数据模型中的观测噪声方差R，同时根据DVL测得的UUV速度信息动态调节过程噪声方差Q值的大小；(3)“UUV速度 海流信息”关系库建立当DVL导航声纳数据有效时，利用DVL测得的UUV速度、OCTANS姿态传感器测量得到的UUV的航向信息，ADCP测量得到的海流剖面数据，建立“UUV速度 海流信息”关系库；(4)海流剖面辅助导航当DVL导航声纳数据失效时，利用“UUV速度 海流信息”关系库，以及ADCP声纳实时测得的海流剖面信息，推算UUV的导航速度；再根据初始UUV的经纬度和船位推算算法得到推算UUV的位置信息。