[发明专利]水下地形匹配辅助惯性导航定位方法及其定位系统

摘要

本发明公开了水下地形匹配辅助惯性导航定位方法及其定位系统，主要包括以下步骤：(1)提出闭环运用卡尔曼滤波最优估计、开环运用速度回溯进行误差补偿；(2)提出顾及水下潜航器姿态角的精确三维声线跟踪模型，并给出波束脚印内采样点的提取方法；(3)提出基于水深约束和分形维理论Delauney三角网建立水下数字地形模型方法；(4)提出基于灰色决策理论的水下地形适配区评价方法；(5)提出基于自适应高斯和滤波的水下地形匹配辅助导航方法。本发明运用了闭环和开环的误差补偿方法，较大地削弱了惯导系统的累积误差，并通过构建高精度高分辨率的水下数字地形模型和提出自适应高斯和滤波算法，极大地提高了水下潜航器导航定位的精度。

主权项

一种水下地形匹配辅助惯性导航定位方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立误差模型；(2)闭环运用卡尔曼滤波最优估计对惯性导航系统进行闭环误差补偿，并且开环运用速度回溯补偿进行开环误差补偿以便校正由于随时间推移累积产生的误差；(3)建立顾及水下潜航器姿态角的精确三维声线跟踪模型，获取高精度的波束脚印坐标，并给出波束脚印内采样点的提取方法，以获得高分辨率的多波束采样点；(4)根据基于水深约束和分形维理论Delauney三角网建立水下数字地形模型，建立高分辨率高精度的水下数字地形模型，为地形匹配提供可靠的依据；(5)基于灰色决策理论的水下地形适配区评测，建立可靠的适导性指标矩阵，以便后期的最优地形匹配；(6)在上述水下高精度微地形匹配基础上，基于自适应高斯和滤波的水下地形匹配辅助导航，将地形匹配结果和惯导系统输出的位置估值进行滤波，获取位置的最优误差估计值，以修正最初惯导系统输出的定位参数，从而提高地形匹配辅助导航的精度和效率。