[发明专利]一种联合AUV的水下重力灯塔潜艇导航方法及系统

说明书

本发明公开一种联合AUV的水下重力灯塔潜艇导航方法及系统，根据惯性导航的有效时间确定导航当前的位置坐标，并以该坐标为中心从海洋重力灯塔数据库中搜索离当前位置坐标最近的灯塔的坐标，控制潜艇行驶至所述离所述当前位置坐标最近的灯塔的正上方，释放无缆水下机器人；解算中心根据无缆水下机器人采集的数据信息与离当前位置坐标最近的灯塔的异常值进行匹配分析，得到潜艇的实际位置坐标。本发明使用无缆水下机器人测量数据并利用线缆传输数据，无需潜艇母体运动，二者之间也不存在无线通讯，提升了潜艇的隐蔽能力。

技术领域

本发明涉及潜艇导航领域，特别是涉及一种联合AUV的水下重力灯塔潜艇导航方法及系统。

背景技术

利用水下重力灯塔进行潜艇导航时，需要先建立海洋重力灯塔数据库，通过对艇载重力仪测量结果与重力灯塔进行相关分析，获取自身坐标并校正惯导系统。

虽然灯塔数据库预装数据量比全球海洋重力异常图预装数据量小，匹配时间短，计算量小，但是在进行艇载重力仪测量结果与重力灯塔进行相关分析时，需要潜艇在重力灯塔上方做大量航行动作，消耗了潜艇机动能力，降低了潜艇隐蔽性。

发明内容

本发明的目的是提供一种联合AUV的水下重力灯塔潜艇导航方法及系统，AUV是无缆水下机器人，利用无缆水下机器人获取测量数据，避免潜艇在定位时的机动活动，提升了潜艇的隐蔽能力，大大提高了潜航周期。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种联合AUV的水下重力灯塔潜艇导航方法，所述方法包括：

获取海洋重力灯塔数据库和惯性导航系统引导潜艇的时间；

当所述惯性导航系统引导潜艇的时间等于惯性导航的有效时间时，获取导航的当前位置坐标和航迹重力异常值；

以所述导航的当前位置坐标为中心，从所述海洋重力灯塔数据库中搜索，获得离所述导航的当前位置坐标最近的灯塔的坐标；

控制潜艇行驶至所述离所述导航的当前位置坐标最近的灯塔的正上方，并释放无缆水下机器人；

利用所述无缆水下机器人获取测量数据，并将所述测量数据传输至潜艇的解算中心，所述测量数据包括航迹深度信息和重力异常序列；

利用所述航迹深度信息对所述航迹重力异常值进行处理，得到深度校正后的航迹重力异常值；

根据深度校正后的航迹重力异常值与所述重力异常序列，利用所述解算中心进行匹配分析，得到潜艇的实际位置坐标。

可选的，所述以所述导航的当前位置坐标为中心，从所述海洋重力灯塔数据库中搜索，获得离所述导航的当前位置坐标最近的灯塔的坐标，具体包括：

根据所述惯性导航系统获得所述导航的当前位置坐标；

以所述导航的当前位置坐标为中心，以海洋重力灯塔数据网格长度为半径，从所述海洋重力灯塔数据库中搜索灯塔坐标，得到搜索结果；

若所述搜索结果为一个灯塔坐标，则该灯塔坐标为所述离所述当前位置坐标最近的灯塔的坐标；

若所述搜索结果为N个灯塔坐标，则选择离所述当前位置坐标最近的灯塔为所述离所述当前位置坐标最近的灯塔的坐标；其中N为大于或等于2的整数；

若所述搜索结果为没有灯塔坐标，则需要扩大所述所述半径，以所述当前位置坐标为中心重新从所述海洋重力灯塔数据库中搜索灯塔坐标，得到搜索结果。

可选的，所述无缆水下机器人以离所述当前位置坐标最近的灯塔的最长跨度方向航行。

可选的，所述无缆水下机器人包括测深仪和重力仪；

所述测深仪用于按照设定间隔测量所述航迹深度信息；