一种海洋编队导航方法技术

本发明专利技术公开了一种海洋编队导航方法，属于导航技术领域，用于海上船只的导航，编队包括主船和若干副船，所述主船上搭载PPP接收机和RTK接收机，接收差分数据和非差分数据，所述副船上搭载RTK接收机，接收差分数据；主船使用PPP

【技术实现步骤摘要】
一种海洋编队导航方法


[0001]本专利技术属于导航
，具体涉及一种海洋编队导航方法。

技术介绍

[0002]现有技术的编队行进导航方法，通常是在各个船只上进行分别定位，这不利于了解编队中各船只之间的位置关系。主船的导航中一般仅仅使用GNSS测量或者组合导航测量，未能结合多种测量仪器的数据进行观测方程的改善，另外编队内的船只数量较多，近海工作时，船只底部的地形容易使船只受损，在船只底部安装多波束传感器虽然能够检测海底地形，但若操作不当，可能会使船底的多波束传感器受损，造成船只靠岸困难。

技术实现思路

[0003]本专利技术公开了一种海洋编队导航方法，解决现有技术中，编队船只缺乏相对定位能力、主船导航未能进一步改善观测方程以及编队中船只近海工作容易损伤船底传感器的问题。
[0004]一种海洋编队导航方法，包括：S1.编队包括主船和若干副船，所述主船上搭载PPP接收机和RTK接收机，接收差分数据和非差分数据，所述副船上搭载RTK接收机，接收差分数据；S2.主船使用PPP
‑
RTK定位方式进行位置解算，并生成辅助RTK的辅助信息，将辅助信息传递至各副船；S3.副船接收主船的辅助信息，结合自身接收的差分数据进行位置解算；S4.副船将位置解算结果反馈给主船。
[0005]PPP
‑
RTK的观测方程为：式中，位于字符上标的i表示卫星序号，位于字符下标的f表示卫星的频率，为伪距测量值，为伪距的噪声，表示伪距的多路径效应，表示伪距相位偏差，为载波相位测量值， 为载波相位的噪声，表示载波相位的多路径效应，表示i号卫星对应的电离层延迟，表示对流层延迟，表示主船与i号卫星的距离，表示i号卫星对应的频率比例系数， 表示i号卫星对应的钟差，为投影函数， 表示主船接收机的钟差，表示载波相位波长，表示整周模糊度， 表示i号卫星载波相位偏差，表示接收机的载波相位偏差。
[0006]将辅助信息带入PPP
‑
RTK的观测方程中，进行主船的位置解算，所述辅助信息包括：、、、和。
[0007]主船上还设有INS系统，通过惯性导航传感器进行姿态信息测量，PPP接收机获取的GNSS信息和INS系统的测量信息融合进行组合导航信息解算。
[0008]在组合导航中加入电罗经和计程仪的改正信息。
[0009]地形测量传感器将拼接后的地面图像或地形图像展示在显示端上。
[0010]RTK量测方程为： ，其中为量测向量，为系数矩阵，为参数矩阵，为残差矩阵；PPP量测方程为：，式中，为量测矩阵，为量测矢量误差，为协方差矩阵的量测高斯白噪声，协方差矩阵通过基于统计的PPP解来动态调整， 为量测参数矩阵；组合导航的量测方程为：，式中，为状态向量，为对应的噪声向量，为 对应的量测矩阵。
[0011]测得电罗经航向角在导航坐标系下的投影，将该投影值与INS系统测得的航向角作为观测量，构建包括航向角辅助的量测方程：；式中，为量测方程，为INS系统测得的航向角，为电罗经航向角，为对应的量测矩阵，为零矩阵，为对应的噪声向量；设计程仪测量的航速v为标量，其在导航坐标系的北向及东向投影分别为v
b
和v
d
，INS系统测量的北向及东向速度为v
b1
和v
d1
，则构造新的量测方程 为：；式中， 为对应的量测矩阵，I为单位矩阵，为对应的噪声向量；加入电罗经和计程仪的联合量测方程为：，为 对应的量测矩阵，为对应的噪声向量。
[0012]所述地形测量传感器用于获取水面或者海底信息，地形测量传感器设有多个，获取图像信息后输入至数据处理系统，数据处理系统将各个地形测量传感器的数据融合为整体图像，输出至显示端；所述地形测量传感器具体为多波束传感器，多波束传感器沿载具四周设有多个，多波束传感器测量地形地貌数据，上传至数据处理系统，数据处理系统将地形地貌数据进行可视化，然后拼接为完整的地形图像。
[0013]船底也设有多波束传感器，数据处理系统将船底的地形地貌数据融合至地形图像
中；当载具运动时，数据处理系统不断存储可视化以后的地形地貌数据，待载具运动至已存储地形地貌数据的区域时，将该区域对应的已存储的可视化以后的地形地貌数据作为该区域的当前地形地貌数据，融合至地形图像中。
[0014]与现有技术对比，本专利技术的有益效果是：通过结合PPP
‑
RTK的导航方式，形成了编队船只之间的相对位置关系的交互确认，通过加入电罗经和计程仪，提高了组合导航的定位精度；通过搭载的多波束传感器进行地形可视化处理，并免去了船底搭载的传感器，仅使用船身上的多波束传感器即可监测船底的地形。
附图说明
[0015]图1为实施例三中的地形图像的拼接原理的第一步；图2为实施例三中的地形图像的拼接原理的第二步；附图标记包括：1
‑
载具第一位置，2
‑
载具第二位置，3
‑
载具当前的前视探测范围。
具体实施方式
[0016]下面结合具体实施例对本专利技术的具体实施方式做进一步说明：一种海洋编队导航方法，包括：S1.编队包括主船和若干副船，所述主船上搭载PPP接收机和RTK接收机，接收差分数据和非差分数据，所述副船上搭载RTK接收机，接收差分数据；S2.主船使用PPP
‑
RTK定位方式进行位置解算，并生成辅助RTK的辅助信息，将辅助信息传递至各副船；S3.副船接收主船的辅助信息，结合自身接收的差分数据进行位置解算；S4.副船将位置解算结果反馈给主船。
[0017]PPP
‑
RTK的观测方程为：式中，位于字符上标的i表示卫星序号，位于字符下标的f表示卫星的频率，为伪距测量值，为伪距的噪声，表示伪距的多路径效应，表示伪距相位偏差，为载波相位测量值， 为载波相位的噪声，表示载波相位的多路径效应，表示i号卫星对应的电离层延迟，表示对流层延迟，表示主船与i号卫星的距离，表示i号卫星对应的频率比例系数， 表示i号卫星对应的钟差，为投影函数， 表示主船接收机的钟差，表示载波相位波长，表示整周模糊度， 表示i号卫星载波相位偏差，表示接收机的载波相位偏差。
[0018]将辅助信息带入PPP
‑
RTK的观测方程中，进行主船的位置解算，所述辅助信息包
括：、、、和。
[0019]主船上还设有INS系统，通过惯性导航传感器进行姿态信息测量，PPP接收机获取的GNSS信息和INS系统的测量信息融合进行组合导航信息解算。
[0020]在组合导航中加入电罗经和计程仪的改正信息。
[0021]地形测量传感器将拼接后的地面图像或地形图像展示在显示端上。
[0022]RTK量测方程为： ，其中为量测向量，为系数矩阵，为参数矩阵，为残差矩阵；PPP量测方程为：，式中，为量测矩阵，为量测矢量误差，为协方差矩阵的量测高斯白噪声，协方差矩阵通过基于统计的PPP解来动态调整， 为量测参数矩阵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海洋编队导航方法，其特征在于，包括：S1.编队包括主船和若干副船，所述主船上搭载PPP接收机和RTK接收机，接收差分数据和非差分数据，所述副船上搭载RTK接收机，接收差分数据；S2.主船使用PPP
‑
RTK定位方式进行位置解算，并生成辅助RTK的辅助信息，将辅助信息传递至各副船；S3.副船接收主船的辅助信息，结合自身接收的差分数据进行位置解算；S4.副船将位置解算结果反馈给主船。2.根据权利要求1所述的一种海洋编队导航方法，其特征在于，PPP
‑
RTK的观测方程为：式中，位于字符上标的i表示卫星序号，位于字符下标的f表示卫星的频率，为伪距测量值，为伪距的噪声，表示伪距的多路径效应，表示伪距相位偏差，为载波相位测量值， 为载波相位的噪声，表示载波相位的多路径效应，表示i号卫星对应的电离层延迟，表示对流层延迟，表示主船与i号卫星的距离，表示i号卫星对应的频率比例系数， 表示i号卫星对应的钟差，为投影函数， 表示主船接收机的钟差，表示载波相位波长，表示整周模糊度， 表示i号卫星载波相位偏差，表示接收机的载波相位偏差。3.根据权利要求2所述的一种海洋编队导航方法，其特征在于，将辅助信息带入PPP
‑
RTK的观测方程中，进行主船的位置解算，所述辅助信息包括：、、、和。4.根据权利要求3所述的一种海洋编队导航方法，其特征在于，主船上还设有INS系统，通过惯性导航传感器进行姿态信息测量，PPP接收机获取的GNSS信息和INS系统的测量信息融合进行组合导航信息解算。5.根据权利要求4所述的一种海洋编队导航方法，其特征在于，在组合导航中加入电罗经和计程仪的改正信息。6.根据权利要求5所述的一种海洋编队导航方法，其特征在于，地形测量传感器将拼接后的地面图像或地形图像展示在显示端上。7.根据权利要求6所述的一种海洋编队导航方法，其特征在于，RTK量测方程为： ，其中为量测向量，为系数矩阵，为参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明礼，李绍强，李仪佳，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司青岛市黄岛区供电公司，
类型：发明
国别省市：