一种基于外积补偿的AUV动基座对准方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于外积补偿的AUV动基座对准方法及系统，首先让AUV在起始点完成动基座的粗对准，完成粗对准后AUV直线行驶到一个已知位置，并进行船位推算，然后由船位推算的航迹信息和实际航迹构造位移向量，并通过航迹比较，实现将坐标系偏差显化为航向误差角，最后基于向量外积进行航向误差角的解算，将求得的航向误差角补偿到重力加速度上，用精确的重力加速度去校正转换矩阵，当航向误差角为0时，船位推算点和AUV的实际位置点重合，得到精确的捷联矩阵，即导航坐标系与真实的导航坐标系重合，完成动基座的精对准。本发明专利技术实现了坐标系偏差对坐标转换矩阵的精确补偿，尤其解决了剧烈扰动下AUV动基座精对准问题，计算简单且精度高。

A method and system of AUV moving base alignment based on outer product compensation

【技术实现步骤摘要】
一种基于外积补偿的AUV动基座对准方法及系统
本专利技术属于水下航行器及机器人的初始对准领域，具体涉及一种基于外积补偿的AUV动基座对准方法及系统。
技术介绍
自主式水下航行器(AutonomousUnderwaterVehicle，AUV)在海洋环境的建模与资源的开采、水下目标的检测与识别、水下救险和打捞、水下设备检查等方面的应用越发重要。水下滑翔器导航与定位的精准性与实时性是使之按照预先设定的航线进行滑行的基础与关键。惯性导航系统具有自主导航、保密性好、抗干扰能力强、导航参数丰富及短时间内导航精度高等特点。然而由于惯性传感器固有误差的存在，使得导航误差随时间积累，长时间导航精度较差。所以需要其他误差稳定的导航系统的辅助，对其累积误差周期性的修正，以使其更好的发挥自身优势。多普勒计程仪虽然精度低，但其误差能长时间保持稳定，由于两者的互补性，所以采用捷联惯性导航系统(StrapdownInertialNavigationSystem,SINS)和多普勒计程仪(DopplerVelocityLog,DVL)组合的方式，能有效的减小误差，提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于外积补偿的AUV动基座对准方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)使AUV在起始点完成动基座的粗对准；/n(2)使AUV在短时间内由初始点航行到已知位置，并进行船位推算；/n(3)分别对船位推算的位置信息和实际的位置信息建立位移向量S1和S2，并构造它们的外积向量，并用外积向量表示航向误差角；/n(4)将求得的航向误差角补偿到重力加速度上，用精确的重力加速度去校正转换矩阵；转换矩阵不断更新，当航向误差角为0时，船位推算点和AUV的实际位置点重合，得到精确的捷联矩阵，即导航坐标系与真实的导航坐标系重合，完成动基座的精对准。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于外积补偿的AUV动基座对准方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)使AUV在起始点完成动基座的粗对准；
(2)使AUV在短时间内由初始点航行到已知位置，并进行船位推算；
(3)分别对船位推算的位置信息和实际的位置信息建立位移向量S1和S2，并构造它们的外积向量，并用外积向量表示航向误差角；
(4)将求得的航向误差角补偿到重力加速度上，用精确的重力加速度去校正转换矩阵；转换矩阵不断更新，当航向误差角为0时，船位推算点和AUV的实际位置点重合，得到精确的捷联矩阵，即导航坐标系与真实的导航坐标系重合，完成动基座的精对准。


2.根据权利要求1所述的一种基于外积补偿的AUV动基座对准方法，其特征在于，所述步骤(1)包括以下步骤：
(1)利用角速度和比力在载体坐标系上的投影与它们在导航坐标系上的投影之间的坐标转换关系，来计算初始坐标转换矩阵；
(2)由角度传感器输出的角度在微分后得到角速度，和陀螺仪输出的角速度进行比较后，输入滤波模块；由多普勒计程仪输出的速度在微分后得到加速度，和加速度计输出的加速度进行比较后，输入滤波模块；
(3)滤波模块推算角速度和加速度的最优估计值，导航计算机根据每次补偿后的陀螺仪和加速度计测得的载体坐标系下的角速度和比力，不断解算新的转换矩阵，由此基本消除了初始坐标转换矩阵中陀螺仪和加速度计的仪表误差，完成粗对准。


3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄浩乾，刘聪，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32