一种利用单信标修正AUV定位误差的方法

张福斌; 张永清

doi:10.11993/j.issn.1673-1948.2012.01.008

一种利用单信标修正AUV定位误差的方法

doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2012.01.008

西北工业大学航海学院, 陕西西安, 710072

基金项目: 国家自然科学基金(61040055), 西北工业大学基础研究基金(JC20100224)

详细信息

作者简介:
张福斌(1972-), 男, 副教授, 主要从事水下航行器导航与控制技术研究.

中图分类号: TJ630.33
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出版历程
- 收稿日期: 2011-04-28
- 修回日期: 2011-08-06
- 刊出日期: 2012-02-20

Correcting Localization Error with a Single Beacon for AUV

College of Marine Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xi′an 710072, China

摘要

摘要: 针对配置有捷联惯导(SINS)/多普勒速度仪(DVL)/深度传感器组合导航定位系统的自主水下航行器(AUV)的定位误差随时间增大, 以及采用GPS修正定位误差引起的AUV隐蔽性降低等问题, 提出了一种利用水下固定单信标修正SINS/DVL/深度传感器组合定位误差的方法。该方法首先利用水声测距原理测量出AUV与水下固定单信标的距离, 然后基于空间几何关系计算出AUV的实时位置, 最后通过卡尔曼滤波连续修正AUV的定位误差。仿真结果表明, 该方法可以有效减小AUV的定位误差, 有较好的工程应用价值。
- 自主水下航行器 /
- 组合导航定位系统 /
- 定位误差 /
- 单信标
Abstract: The localization error of an AUV′s integrated navigation positioning system, which is composed of strapdown inertial navigation system (SINS), Doppler velocity logger (DVL) and depth sensor, increases with time, and the hidden performance of the AUV will decrease in correcting the error via GPS. In this paper, a new method is proposed to correct the localization error of the AUV’s navigation system by adopting a fixed beacon under water. In this method, the principle of acoustic ranging is used to measure the distance between AUV and beacon, then the real-time position of the AUV is calculated according to spacial geometric relationships, and the localization error of the AUV′s navigation system is corrected by Kalman filter. Simulation results show that the present approach can correct AUV′s localization error effectively, which infers an application value in engineering.
- autonomous underwater vehicle(AUV) /
- integrated navigation positioning system /
- localization error /
- single beacon

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参考文献(5)

[1]	秦永元. 惯性导航[M]. 北京: 科学出版社, 2006.
[2]	张福斌. 水下航行器捷联惯导初始对准及组合导航技术研究[D]. 西安: 西北工业大学, 2008.
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[4]	秦永元, 张洪钺, 汪叔华. 卡尔曼滤波与组合导航原理[M].西安: 西北工业大学出版社, 1998.
[5]	Maczka D K, Gadre A S, Stilwell D J. Implementation of a Cooperative Navigation Algorithm on a Platoon of Autono- mous Underwater Vehicles[C]//Proceedings of MTS/IEEE, 2007: 730-735.