[发明专利]一种减小深海探测型AUV导航定位误差的方法

权利要求书

1.一种减小深海探测型AUV导航定位误差的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：AUV入水并在水下航行时，采用捷联惯导与多普勒组合导航方式，对航行过程中采集的数据实时正向解算，用卡尔曼滤波估计出的导航参数校正捷联惯导后，得到正向解算的AUV水下航行轨迹；

步骤2：AUV出水并在水面航行时，AUV接收卫星导航数据，采用捷联惯导与多普勒组合导航，以及捷联惯导、多普勒和卫星导航组合导航两种方式独立运行，采用两种方式独立对航行过程中采集的数据实时正向解算，用卡尔曼滤波估计出的导航参数校正捷联惯导后，得到正向解算的AUV水面航行轨迹，并与步骤1得到的正向解算的AUV水下航行轨迹组合得到正向解算的AUV航行轨迹；

步骤3：在AUV航行结束后，对AUV航行过程中传感器采集并存储的整个数据按时间反向顺序进行逆向解算，得到逆向解算的AUV航行轨迹；在逆向解算过程中，取初值为正向解算的末值，所述初值包括初始姿态矩阵、初始速度、初始经度、初始纬度、初始高度，并将正向解算中的陀螺输出值和地球自转角速率取反，并通过卡尔曼滤波对导航参数进行估计，用卡尔曼滤波估计出的导航参数校正捷联惯导数据；

步骤4：将步骤2得到的正向解算的AUV航行轨迹与步骤3得到的逆向解算的AUV航行轨迹做差，得到AUV水下航行过程中两个轨迹的空间距离差取到最小值的时刻，以该时刻为分界，将该时刻之前的正向解算的AUV航行轨迹以及该时刻之后的逆向解算的AUV航行轨迹进行组合，得到AUV水下航行轨迹。

2.根据权利要求1所述一种减小深海探测型AUV导航定位误差的方法，其特征在于：

步骤1中AUV水下航行阶段采用捷联惯导与多普勒组合导航方式得到正向解算的AUV水下航行轨迹的过程为：

步骤1.1：建立捷联惯导与多普勒组合导航下的卡尔曼滤波模型；

步骤1.2：AUV在水下航行中实时的通过捷联惯导和多普勒速度仪获得导航定位数据，并作实时正向解算，得到每个采样时刻下的位置、姿态矩阵、速度数据，并利用步骤1.1建立的卡尔曼滤波模型进行滤波：

对滤波模型先进行离散化得到离散状态方程，再进行离散卡尔曼滤波，当获得量测更新时，通过滤波对导航参数进行估计，将导航参数反馈给捷联惯导，得到校正后的位置更新，并将位置更新数据和其他滤波获得的数据不断记录并保存下来，得到正向解算的AUV水下航行轨迹。

3.根据权利要求2所述一种减小深海探测型AUV导航定位误差的方法，其特征在于：

步骤2中AUV水面航行阶段得到正向解算的AUV水面航行轨迹的过程为：

步骤2.1：建立捷联惯导、多普勒和卫星导航组合导航下的卡尔曼滤波模型；

步骤2.2：AUV接收卫星导航数据，同时AUV还根据通过捷联惯导和多普勒速度仪获得导航定位数据，并作实时正向解算，得到每个采样时刻下的位置、姿态矩阵、速度数据，并利用步骤2.1和步骤1.1建立的卡尔曼滤波模型独立进行滤波处理：

对两种滤波模型先离散化，再独立进行离散卡尔曼滤波，当获得量测更新时，通过滤波对导航参数进行估计，将导航参数反馈给捷联惯导，得到校正后的位置更新，并将位置更新数据和其他滤波获得的数据不断记录并保存下来，得到正向解算后AUV水面航行轨迹。