[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

说明书

本发明涉及一种面向特定海域的水下导航网络节点区域布局方法，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。本发明能够满足水下潜艇和无人平台高精度定位服务，避免水下导航网络系统出现服务盲区。

技术领域

本发明属于水下声学导航定位技术领域，涉及一种水下导航网络节点区域布局方法，尤其是一种面向特定海域的水下导航网络节点区域布局方法。

背景技术

水下PNT系统(定位、导航与授时，Positon、Navigation、Timing)是获取水下时间和空间信息以及开展导航应用的关键技术，在国防军事领域以及国民经济等方面都有很强的保障服务作用，水下PNT系统建设以水下声学导航节点区域构建为主要工作之一，为服务未来水下PNT系统建设，使其满足水下潜艇和无人平台高精度定位服务，避免水下导航网络系统出现服务盲区，本发明提出一种面向特定海域的水下导航网络布局方法。

经检索，未发现与本发明相同或相似的现有技术的公开文献。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种面向特定海域的水下导航网络节点区域布局方法，能够满足水下潜艇和无人平台高精度定位服务，避免水下导航网络系统出现服务盲区。

本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种面向特定海域的水下导航网络节点区域布局方法，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。

而且，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