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《auv自主导航航位推算算法的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第27卷第2期Vo.l27,No.2机器人ROBOT2005年3月March,2005文章编号:10020446(2005)02016805*AUV自主导航航位推算算法的研究1,211冯子龙,刘健,刘开周(1.中国科学院沈阳自动化研究所,辽宁沈阳110016;2.中国科学院研究生院,北京100039)摘要:对AUV(AutonomousUnderwaterVehicle)自主导航的航位推算算法做了进一步研究并加以改进,以提高其自主导航精度.然后,
2、利用AUV湖试所获得的数据,对本文提出的修正算法进行了验证.结果表明,AUV的自主导航精度得到很大提高,可以用于修正原来的自主导航算法.关键词:带遗忘因子的递推最小二乘滤波;最小二乘辨识;自主导航;AUV中图分类号:TP24文献标识码:BDeadReckoningMethodforAutonomousNavigationofAutonomousUnderwaterVehicles1,211FENGZilong,LIUJian,LIUKaizhou(1.ShenyangInstituteofAutomation,
3、ChineseAcademyofSciences,Shenyang110016,China;2.GraduateSchooloftheChineseAcademyofSciences,Beijing100039,China)Abstract:ThedeadreckoningmethodofautonomousnavigationofAUV(autonomousunderwatervehicle)isstudiedtoimprovetheperformanceofthenavigationsystem.Atestismadeo
4、nthismethodwiththedatafromthelaketestofAUV,andtheresultsdemonstratethatthenavigationprecisionisevidentlyimproved.Hence,thisdevelopedmethodcanbeappliedtorevisetheoriginalmethodforautonomousnavigationofAUV.Keywords:recursiveleastsquarefilteringwithforgettingfactor;l
5、eastsquareidentification;autonomousnavigation;AUV1引言(Introduction)针对以上问题以及实际工程需要,采用由GPS、多普勒计程仪、光纤陀螺传感器构成的自主导航系统,并目前水下机器人导航系统主要有:INS(惯导系对其航位推算算法做了进一步研究、完善,以提高其统)、多普勒导航系统、GPS(全球定位系统)等.INS自主导航精度.在该自主导航系统中,接收到的GPS价格较贵,在没有修正信息的情况下难以满足长时位置信息将被作为AUV自主导航中航位推算的初始间、远距离导航定位精
6、度的要求;多普勒导航系统与值使用.本文利用AUV湖试结果,对本算法进行了验惯导系统一样,同属于航位推算类系统,根据得到的证.结果表明:该算法进一步提高了AUV的自主导航地速信息推算位置,误差自然也是随着时间而积累精度.的;70年代发展起来的GPS全球导航定位系统,能够2航位推算(Deadreckoning)提供很高的定位精度,几十米以内的定位精度基本上不受时间的限制,但是,AUV绝大部分时间在水下由于地球是一个表面形态不规则的球体,很难航行,而GPS信号在水中迅速衰减,所以,AUV只有用一个简单的几何形状来表示它的确切形状.
7、天文浮出水面,才能接收到GPS信号;此外,AUV进行远大地测量研究结果表明,最接近大地体的数学形体距离自主航行时,地球形状的不规则性,各种导航传是具有微小扁率的旋转椭球体.它以地心为中心,连感器的安装偏差等,也降低了AUV自主导航的精度.接南、北两极的极轴为旋转轴,这种椭球体称为地球*收稿日期:2004-09-06第27卷第2期冯子龙等:AUV自主导航航位推算算法的研究169椭球体.所谓子午线(或经线),就是用通过旋转轴的平面来截割地球椭球体表面得出的一组截线,这些截线是一些彼此相同的椭圆,长轴在赤道,短轴为极[3]轴.这
8、种椭圆又称子午椭圆.对地球子午椭圆建立如图1所示坐标系并做辅助线.设M是其上的任意一点,这一点的法线与赤道图2地球纬线圈平面所构成的夹角称为大地纬度.Fig.2Thelatitudecircle图1子午椭圆坐标系图3AUV航向角(H)Fig.1Themeri
