基于海流剖面的UUV辅助导航方法.pdfVIP

学兔兔 第34卷 第6期 仪 器 仪 表 学 报 Vo1．34 No．6 2013年6月 Chinese Journal of Scientific Instrument Jun．2013 基于海流剖面的UUV辅助导航方法 张 勋，边信黔，严浙平，王宏健，李举峰 (哈尔滨工程大学自动化学院 哈尔滨 150001) 摘 要：为了解决水l下无人航行器(UUV)携带的测速传感器在失效情况下无法正常导航的问题，提出了一种基于海流剖面的 UUV辅助导航方法。该方法首先采用实时陛较好的卡尔曼滤波技术对海流剖面数据进行滤波，并引入小波变换方法辅助确定 卡尔曼滤波器观测噪声方差、根据导航速度的变化动态计算过程激励噪声方差；然后建立海流剖面．导航速度关系数据库，从而 反演UUV的导航速度，进而通过船位推算方法实现对UUV的辅助导航。为验证该方法的有效性，分别就海试时多普勒测速仪 (DVL)测得的UUV速度数据1／2有效、1／10有效、1／20有效以及长时无效情况下进行计算分析，试验结果表明：在DVL声呐数 据间隔有效的情况下，海流剖面辅助导航可以达到UUV的导航精度(CEP0．5％)要求；且即使出现DVL声呐长时间得不到 有效数据的情况，其导航精度也大大高于单纯使用UUV动力学模型进行辅助导航时的精度，说明海流剖面辅助UUV导航方法 研究具有较大的意义。 关键词：海流剖面；UUV；辅助导航；卡尔曼滤波 中图分类号：U666 文献标识码：A 国家标准学科分类代码：580．50 Aided navigation method for UUV based on current profile Zhang Xun，Bian Xinqian，Yan Zheping，Wang Hongjian，Li Jufeng (College of Automation，Harbin Engineering University，Harbin 150001，China) Abstract：In order to solve the problem of abnormal navigation when the speed—detecting sensor carried in UUV is in- effective，an aided navigation method for UUV based on current profile was proposed．Firstly，Kalman filter technology that has good real time characteristic is applied to filter the ocean current profile data．Wavelet transform is intro— duced to aid Kalman Filter(KF)to observe the noise variance，and the process noise variance is calculated dynami— cally according to the change of navigation speed．Then，the relational database of current profile·navigation speed is established，SO the UUV navigation speed can be reversely calculated；thus the aided navigation for UUV is implemen- ted through dead reckoning．To verify the