水下潜航器的惯导/超短基线/多普勒测速信息融合及容错验证

摘要：

针对水下潜航器惯导系统的定位误差积累和容错性差等问题,分析了水声超短基线的相位差定位方法,推导了基于惯导提供实时位置、姿态误差角信息的惯导/超短基线(INS/USBL)导航解算过程及其坐标转换.结合惯导/多普勒测速(INS/DVL)滤波器,给出INS/USBL/DVL组合导航联邦滤波在3种信息融合算法下的应用.通过MATLAB仿真对导航算法进行了验证,结果表明该导航算法能够抑制惯导系统误差随时间发散的问题,能充分利用了3种导航系统提供的参数信息,且状态维数低,滤波收敛速度快,其中基于精度因子信息分配方法的导航系统误差最小.容错性验证结果显示,当超短基线出现故障时,重构后的组合导航系统在较高航速情况下依旧能提供有效的导航参数.所提出的INS/USBL/DVL组合导航联邦滤波方法能够精确地提供水下潜航器的各位导航参数信息,且具有较高的容错性和稳定性.

关键词：组合导航算法、惯性导航系统、超短基线定位系统、多普勒测速、联邦滤波

所属期刊栏目：25

分类号：U666.1(船舶工程)

资助基金：黑龙江省自然科学基金资助项目QC2014C069;中央高校基本科研业务费专项基金资助项目HEUCF041702;国家自然科学基金资助项目61203225;黑龙江省博士后科研启动资金资助项目LBH-Q15032;海洋工程国家重点实验室开放课题资助项目1616

在线出版日期：2017-11-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：2508-2515