【技术实现步骤摘要】
用于小型AUV的基于航姿和螺旋桨转速的水下导航定位方法
[0001]本专利技术涉及导航
，具体涉及一种用于小型AUV的基于航姿和螺旋桨转速的水下导航定位方法。
技术介绍
[0002]自主式水下无人潜航器(autonomous underwater vehicle，AUV)，由于其体积小、使用成本低、智能化自主作业、保障维护方便、隐蔽性好等诸多优点，在海洋开发和国防领域正发挥着越来越重要的作用。随着AUV应用领域的逐渐扩展，对导航系统的要求也越来越高，需要具备远航程和长航时的高精度导航定位能力。因为高精度导航定位，决定着AUV能否安全作业及返回，以及水下目标定位、海底地形测绘、水下定点布放等作业结果的准确性。目前，AUV大多使用由FINS、GPS和DVL构成的组合导航系统。但成本过于高昂，且尺寸重量和功耗较大，不能很好满足小型AUV对导航设备的需要。同时，有关鱼雷水下导航定位的文献提到使用航姿+螺旋桨转速的方式，但其仅使用了航向角+螺旋桨转速的方式，未考虑AUV航行的水平姿态(俯仰角、横滚角)以及作业水域流场的影响。
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于小型AUV的基于航姿和螺旋桨转速的水下导航定位方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S1：获取所述小型AUV的螺旋桨转速，并将所述小型AUV的螺旋桨转速转换为载体系下航速；步骤S2：将所述载体系下航速转换为地理系下的航速，并基于所述小型AUV的作业区域的流速对所述地理系下的航速进行流速补偿，得到补偿后的地理系下的航速；步骤S3：设置所述小型AUV的导航系统的解算周期，基于所述解算周期、当前解算周期的上一解算周期确定的所述小型AUV的位置信息、以及所述补偿后的地理系下的航速对所述小型AUV的位置信息进行实时推算，实时确定所述小型AUV的位置信息；若当前解算周期为第一个解算周期，所述上一解算周期确定的所述小型AUV的位置信息为导航系统启动时刻的GPS定位信息；步骤S4：实时检测所述小型AUV是否获得GPS定位信息，若是，基于GPS定位信息更新当前解算周期确定的所述小型AUV的位置信息；否则，将实时确定的所述小型AUV的位置信息作为当前解算周期确定的所述小型AUV的位置信息。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1，包括：步骤S11：获取包括所述小型AUV的螺旋桨转速与所述小型AUV的航速的历史数据，基于所述历史数据，拟合所述小型AUV的螺旋桨转速与所述小型AUV的航速的对应关系；步骤S12：基于所述小型AUV的螺旋桨转速与所述小型AUV的航速的对应关系，确定与所述小型AUV的螺旋桨转速对应的载体系下实时航速，即b系下实时航速为b系为电子磁罗盘或AHRS的载体坐标系。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2，包括：所述小型AUV的姿态由电子磁罗盘或AHRS实时测量获得，记实时姿态为att＝[ψ θ φ]
T
；将所述载体系下航速v
b
转换为地理系下的航速，即转换为n系下的航速si＝sin(ψ) sj＝sin(θ) sk＝sin(φ)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)ci＝cos(ψ) cj＝cos(θ) ck＝cos(φ)
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(2)(2)其中，ψ为实时航向角，θ为实时俯仰角，φ为实时横滚角，均由电子磁罗盘或AHRS实时给出；所述小型AUV的作业区域的流速，在流速未测定时取值为在流速测定后，取值为其中为地理系下流场的东向速度，为地理系下流场的北向速度；则流速补偿后的航速为：
n系为导航坐标系。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S3，包括：设置所述小型AUV的导航系统的解算周期为Δt，Δt为所述小型AUV的姿态和螺旋桨转速两者中更新慢的更新周期；实时推算的...
【专利技术属性】
技术研发人员：白龙，谢虎，曾盎，吴爽，赵冉，
申请(专利权)人：宜昌测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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