[发明专利]一种面向特定海域的水下导航网络节点区域布局方法

权利要求书

1.一种面向特定海域的水下导航网络节点区域布局方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、布局预准备阶段通过计算载体定位误差，分析导航网络节点布局间距和载体定位误差之间的定性关系，获得布局间距和载体定位误差之间的关系曲线，并在关系曲线上截取满足精度要求的最大布局间距；

步骤2、布局阶段则根据一定的布局策略在区域内按照所求的最大布局间距进行布局；

步骤3、精度分析验证阶段则根据布局好的导航网络节点位置开展不同位置的精度计算，验证载体定位精度是否满足精度要求。

2.根据权利要求1所述的一种面向特定海域的水下导航网络节点区域布局方法，其特征在于：所述步骤1中所述载体定位误差的计算方法为：

采用球面交叉定位法，且载体利用当前位置所有接收的导航网络节点进行定位解算；载体的初始位置可写作使用第一个位置来估计一次迭代到下一次迭代的位移；这个量将被用作迭代算法的收敛判别标准；真实的位置与估计位置之间的差由向量表示：

定义函数f:

也可以用估计位置定义函数

接收机的实际位置为：

那么就可以得到：

在收敛附近，比小很多，可以进行一阶泰勒级数展开，从而有：

考虑到中间变量：

方程就变成了：

估计值和实际伪距之间的最终关系式为：

写成矩阵的形式

经过数次跌迭代，当满足|Δx_r|+|Δy_r|＜ε时，迭代停止，载体定位误差为

Δx＝(H^TH)^-1H^TΔρ。

3.根据权利要求1所述的一种面向特定海域的水下导航网络节点区域布局方法，其特征在于：所述步骤1的获得布局间距和载体定位误差之间的关系曲线的具体方法为：将导航网络节点设定为多边形布局，不断改变多边形的布局间距并不断的计算载体在区域内的定位误差，从而得到布局间距和载体定位误差之间的关系曲线。

4.根据权利要求1所述的一种面向特定海域的水下导航网络节点区域布局方法，其特征在于：所述步骤1中的在关系曲线上截取满足精度要求的最大布局间距的具体方法为：区域定位误差特性由区域胞元内的最大定位误差、胞元平均定位误差以及胞元平均定位标准差来评估，通过分析可得到节点布局间距和区域胞元内的最大定位误差、胞元平均定位误差以及胞元平均定位标准差3条关系曲线，并在关系曲线上截取满足精度要求的最大布局间距，使用哪条曲线截取满足精度要求的最大布局间距由精度要求的指标决定。

5.根据权利要求1所述的一种面向特定海域的水下导航网络节点区域布局方法，其特征在于：所述步骤2的具体方法为：

根据步骤1所得到的节点最大布局间距设定多边形边长并在整个区域内按照一定的策略完成平铺：设步骤1所得到的节点最大布局间距为D，由于区域平铺策略会根据区域边界做微小的距离调整，所以其布局边长控制有一定误差，那么多边形边长应控制在D±a％D，其中布局距离误差a由平铺策略决定。

6.根据权利要求1所述的一种面向特定海域的水下导航网络节点区域布局方法，其特征在于：所述步骤3的具体方法为：

精度验证时，设定载体深度，从载体深度最大开始验证，在整个区域内设定一定步长开始扫描计算载体在不同位置的定位误差，验证水下导航网络节点区域布局方法是否满足精度要求。