[发明专利]一种无人船多传感器数据融合的导航系统及其设计方法

摘要

本发明公开了一种无人船多传感器数据融合的导航系统及其设计方法，所述的导航系统包括全球定位系统数据采集单元、惯性导航系统数据采集单元、数据预处理单元、捷联解算单元、数据融合单元和输出单元。本发明采用基于非线性观测器的方法进行无人船的位置和速度状态估计，不仅简化了参数的调节过程，而且更加明确了所设计数据融合方法的收敛特性。本发明所提出的导航系统的数据融合方法不需要速度传感器的测量的速度信息，仅通过对位置和加速度信息的融合就能估计出无人船的位置和速度信息，不仅减少了传感器的使用，降低了成本，而且减少了传感器噪声干扰的多样性。本发明能够将带有测量噪声的测量信息有效整合，获得实际的位置和速度信息。

主权项

1.一种无人船多传感器数据融合的导航系统，其特征在于：包括全球定位系统数据采集单元、惯性导航系统数据采集单元、数据预处理单元、捷联解算单元、数据融合单元和输出单元，所述的数据融合单元包括比较单元、比例单元1、加法单元1、比例单元2、旋转单元1、旋转单元2和加法单元2；所述的全球定位系统数据采集单元采集无人船在地球坐标系下的经度和纬度信息；所述的惯性导航系统数据采集单元采集无人船在载体坐标系下的三轴加速度信息和三轴磁场信息；所述的全球定位系统数据采集单元的输出端和数据预处理单元的输入端相连；所述的惯性导航系统数据采集单元的输出端和捷联解算单元的输入端相连；所述的数据预处理单元的输出端与比较单元的输入端相连；所述的捷联解算单元的输出端分别与数据预处理单元的输入端、旋转单元1的输入端、旋转单元2的输入端和加法单元2的输入端相连；所述的旋转单元2的输入端还与加法单元1的输入端相连；所述的比较单元的输出端分别与与比例单元1的输入端和比例单元2的输入端相连；所述的比例单元1的输出端与加法单元1的输入端相连；所述加法单元1的输出端分别与比较单元的输入端和输出单元的输入端相连；所述的比例单元2的输出端与旋转单元1的输入端相连；所述的旋转单元1的输出端与加法单元2的输入端相连；所述的加法单元2的输出端分别与与旋转单元2的输入端和输出单元的输入端相连。