[发明专利]一种基于H∞滤波的AUV操纵模型辅助捷联惯导组合导航方法有效

专利信息
申请号: 201310690252.7 申请日: 2013-12-17
公开(公告)号: CN103616026A 公开(公告)日: 2014-03-05
发明(设计)人: 李宁;丁薇;叶曦;张勇刚;齐昭 申请(专利权)人: 哈尔滨工程大学
主分类号: G01C21/16 分类号: G01C21/16;G01C25/00
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区*** 国省代码: 黑龙江;23
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 滤波 auv 操纵 模型 辅助 捷联惯导 组合 导航 方法
【说明书】:

技术领域

发明属于组合导航系统技术领域,具体涉及一种基于H∞滤波的AUV操纵模型辅助捷联惯导组合导航方法。

背景技术

现阶段,大多数自主式水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)采用捷联惯性导航系统(Strapdown inertial navigation system,SINS)作为主要导航方式。针对单纯的捷联惯导系统在没有有效辅助的情况下,由于误差积累引起的系统发散问题,多采用多普勒测速仪(Doppler velocity log,DVL)对漂移进行限制。然而,探测方法较为粗糙,水下地形复杂等问题使得某些情况下DVL的探测范围无法到达海底,降低了DVL/SINS组合导航的可行性。在DVL失效,无法得到准确量测结果时,需要一个能有效降低漂移的导航方式对惯导的速度、位置信息进行校正。

同时,在许多实际应用中,不仅对外部干扰信号的统计特性缺乏了解,而且系统模型本身存在一定范围的摄动,使得Kalman滤波器估计精度大大降低,严重时会出现滤波发散,而H∞滤波技术具有很好的鲁棒性,可以保证组合导航精度,提高系统可靠性,防止滤波发散。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高滤波精度,抑制滤波发散的一种基于H∞滤波的AUV操纵模型辅助捷联惯导组合导航方法。

本发明的目的是这样实现的:

基于H∞滤波的AUV操纵模型辅助捷联惯导组合导航方法,包括:

(1)根据AUV模型推导海流影响下的三自由度操纵模型;

(2)建立AUV操纵模型辅助捷联惯导组合导航系统的状态方程;

(3)建立AUV操纵模型辅助捷联惯导组合导航系统的量测方程;

(4)基于H∞滤波对AUV操纵模型辅助捷联惯导组合导航系统进行状态估计,并用估计得到的位置、速度误差对捷联惯导系统进行校正。

三自由度操纵模型为:

m000m000JZu·c+u·rv·c+v·rr·+00-m(vc+vr)00m(uc+ur)m(vc+vr)-m(uc+ur)0uc+urvc+vrr=τH+ω+τ]]>

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