一种基于无人潜航器双基地声纳系统的定位误差修正方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无人潜航器双基地声纳系统的定位误差修正方法，该方法使得无人潜航器只利用其自身的惯性测量单元和双基地探测声纳系统，就可在水下完成自身定位误差的修正；本发明专利技术的方法可以在无人潜航器执行探测任务的同时，完成其自身定位误差的修正，而不影响探测任务的执行；本发明专利技术的方法可以满足同时对多个无人潜航器定位误差的修正。该方法能够只利用无人潜航器自身的惯性测量单元和双基地探测声纳系统，在无需加装第三方辅助导航定位系统的情况下，在水下就可以完成自身定位误差的修正，以满足无人潜航器进行水下复杂作业时，对其定位精度的要求。对其定位精度的要求。对其定位精度的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人潜航器双基地声纳系统的定位误差修正方法


[0001]本专利技术涉及水下无人系统
，具体涉及一种基于无人潜航器双基地声纳系统的定位误差修正方法。

技术介绍

[0002]无人潜航器是一种能长时间在水下航行的智能化装置，它可以携带多种传感器，执行特定的使命和任务。近些年，随着平台、计算机、传感器、通信以及人工智能技术的高速发展，大大推进了无人潜航器的发展和实用进程。无人潜航器可分为重型、大型、中型、小型以及微型等几个类型，特别适合于执行环境恶劣、过程危险以及作业耗时的水下任务，如水下爆炸物探测、海底沉船搜索以及海洋环境监测等。由于小型无人潜航器通常可由双人直接携带、回收布放灵活、使用成本较低，并具备较好载荷能力等特点，已成为在浅海、江河、湖泊中使用的主要类型之一。
[0003]小型无人潜航器的长度一般为1～2米，其携带的传感器大多以小孔径声纳系统为主，如舷侧线列阵、拖曳细线阵以及鼻艏线列阵等。而且，为了控制成本，小型无人潜航器通常只安装精度较低的惯性测量单元，没有用于辅助定位导航的多普勒测量单元和超短基线系统。这就导致了小型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无人潜航器双基地声纳系统的定位误差修正方法，其特征在于，包括：S01、无人潜航器的双基地声纳系统包含无人潜航器本体和分置的水下声源系统；所述水下声源系统和无人潜航器在执行任务前，通过卫星导航定位系统接收经纬度信息，进行位置的校准；S02、所述无人潜航器在执行任务前，在水面上执行时间同步指令，同步所述水下声源系统和所述无人潜航器内置的时间系统；S03、所述水下声源系统向水下发射一定模式的声脉冲，照射指定的作业水域；所述无人潜航器在指定的作业水域同步接收声脉冲信号；S04、无人潜航器从接收的声脉冲信号中，提取出水下声源系统发射出的直达波分量，用于估计水下声源系统的方位角和距离信息；S05、无人潜航器从自身的惯性测量单元中读取航向角、横滚角、俯仰角、速度以及深度信息；在横滚角、俯仰角、速度以及深度信息保持稳定的情况下，对自身的航向角、估计的水下声源系统的方位角和距离信息进行解算，求解出无人潜航器的水下位置信息，修正定位误差。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S01中，水下声源系统由换能器(2)和控制系统(1)组成；水下声源系统的换能器(2)布放在水下；水下声源系统的控制系统(1)布放在船上或岸上，随时接收卫星导航定位系统的时间和经纬度信息；无人潜航器在水面上时，接收卫星导航定位系统的时间和经纬度信息；无人潜航器入水执行任务前，加载水下声源系统的三维坐标。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S02中，无人潜航器内装原子钟模块，原子钟模块在水面上执行卫星导航定位系统的时钟同步指令，保证水下声源系统和无人潜航器水下作业时的时间一致性。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S03中，水下声源系统向水下发射的声脉冲为线性调频信号，信号的时域表达式为：其中，f(t)为t时刻的时域信号；t为时间变量；B为频带宽度；T为脉冲持续时间；f0为起始频率；要求BT＞＞1。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述S04中，无人潜航器用采集到的声脉冲信号与自身生成的线性调频信号进行匹配滤波，匹配滤波输出的波形为：其中PP(t)为t时刻匹配滤波输出；匹配滤波输出的第一个高峰值为水下声源系统发射出的直达波分量，该直达波分量所对应的时间t
d
为直达波到达无人潜航器的时间，进而根据声速C，得到水下声源系统与无人潜航器之间的距离l
sv
：l
sv
＝C
×
t
d
根据直达波到达时...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵德鑫，沈同圣，罗再磊，刘峰，孟路稳，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：