一种DVL位置对准方法技术

本发明专利技术公开了一种DVL位置对准方法，包括建立测量模型，并获取传感器数据；采用姿态分解对位置积分处理，利用终点位置近似替代，实现DVL动基座位置粗对准；通过迭代位置对准进行DVL动基座位置精对准；若位置对准时间达到设定值M，则完成位置对准，否则重复所述步骤，直至达到设定值M。本发明专利技术解决了DVL与惯导组合对准过程中无法获取准确位置的问题，可以实现姿态对准的同时，实现位置对准，在实时位置对准结束之后，还可以利用后处理位置对准，实现位置精度的进一步优化。位置精度的进一步优化。位置精度的进一步优化。

【技术实现步骤摘要】
一种DVL位置对准方法


[0001]本专利技术涉及水下航行器用组合导航系统领域，具体涉及一种DVL位置对准方法。

技术介绍

[0002]水下航行器是探索水下地形、水下生物的重要载体。当前，适用于水下航行器的水下导航主要是采用惯性导航为主、声学导航为辅的方案。而在实现高精度自主导航的方案上，DVL(声学多普勒测速仪)具有自主性强、测速精度高的优点。为了使系统能够实现自主导航，初始对准是必不可少的阶段。现有方法大多关注姿态对准，却忽略了DVL存在位置不确定的缺陷，这导致后续组合导航存在较大的误差。因此提出一种实现姿态对准的同时，实现位置对准的DVL位置对准方法具有重要意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种DVL位置对准方法，实现姿态对准的同时，实现位置对准，并实现后处理位置精对准，提高水下自主导航系统位置估计精度。
[0004]实现本专利技术目的的技术解决方案为：
[0005]一种DVL位置对准方法，包括以下几个步骤：
[0006]步骤1：建立测量模型，并获取传感器数据；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种DVL位置对准方法，其特征在于，包括步骤：步骤1：建立测量模型，并获取传感器数据；步骤2：采用姿态分解对位置积分处理，利用终点位置近似替代，实现DVL动基座位置粗对准；步骤3：通过迭代位置对准进行DVL动基座位置精对准；步骤4：若位置对准时间达到设定值M，则完成位置对准，否则重复步骤1至步骤3，直至达到设定值M。2.根据权利要求1所述的DVL位置对准方法，其特征在于，所述测量模型忽略DVL比例因子误差及安装误差角误差，具体为：式中，表示DVL量测速度；v
b
表示载体系真实速度；η
b
表示测量噪声。3.根据权利要求1所述的DVL位置对准方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：步骤2
‑
1，基于传感器数据，确定位置更新模型；步骤2
‑
2，对位置更新模型采用方向余弦链式法则、积分运算处理，并采用终点时刻位置进行替换，确定新的位置积分模型；步骤2
‑
3，基于新的位置积分模型，采用速度外推算法，确定位置粗对准模型，获取粗对准位置。4.根据权利要求3所述的DVL位置对准方法，其特征在于，所述位置更新模型为：式中，表示位置微分；R
c
表示转换矩阵；v
n
表示导航系速度；R
M
表示卯酉圈曲率半径；R
N
表示子午圈曲率半径；h表示高度信息；L表示纬度。5.根据权利要求4所述的DVL位置对准方法，其特征在于，所述步骤2
‑
2具体包括：对位置更新模型采用方向余弦链式法得：式中，表示导航系相对于初始导航系的方向余弦矩阵；表示位置微分；R
c
表示转换矩阵；v
n
表示导航系速度；表示初始对准获取方向余弦矩阵；表示载体系相对于初始载体系的方向余弦矩阵；v
b
表示载体系真实速度；对上式两边进行积分运算处理得：
式中，表示τ时刻导航系相对于初始导航系的方向余弦矩阵；表示位置微分；R
c
表示转换矩阵；t
m
表示当前时刻；p
n
(0)表示初始位置；表示τ时刻导航系相对于t
k
时刻导航系的方向余弦矩阵；表示导航系相对于惯性系的旋转角速度在导航系的映射；对上式积分项进行计算，并采用终点时刻位置进行替换得：式中，R
c
表示转换矩阵；表示τ时刻导航系相对于t
k
时刻导航系的方向余弦矩阵；表示导航系相对于惯性系的旋转角速度在导航系的映射；Δt
D
表示DVL采样时间；确定新的位置积分模型为：式中，表示τ时刻导航系相对于初始导航系的方向余弦矩阵；表示位置微分；R
c
表示转换矩阵；p
n
(t
m
)表示t
m
时刻位置；p
n
(0)表示初始位置。6.根据权利要求5所述的DVL位置对准方法，其特征在于，所述采用速度外推算法，确定位置粗对准模型具体包括：确定与载体系速度相关的项积分为：
式中，表示初始对准获取方向余弦矩阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐祥，程玉，陈帅，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：