[发明专利]一种基于姿态确定的USBL安装误差角标定方法

摘要

一种基于姿态确定的USBL安装误差角标定方法，超短基线定位系统在水下航行器定位中有着重要的应用。而USBL定位系统的安装误差角对USBL定位精度有重要影响。传统的标定方法对安装误差角的估计精度有限，且对路线要求较高。本申请SINS和USBL在应用过程中固联在一起时，USBL的安装误差角是固定不变的，然后利用姿态确定的思想来完成USBL安装误差角的标定。首先建立基于安装误差角矩阵的矢量观测模型，通过构造观测向量和参考向量，该方法可以实时标定SINS和USBL的安装误差角。该方法的优点在于：该方法能实时标定出USBL安装误差角，并且操作简单，对标定路线没有具体要求；USBL定位系统在水听器接收基阵坐标系下的定位精度越高，该方法的标定精度也就越高。

主权项

1.一种基于姿态确定的USBL安装误差角标定方法，其特征在于，其具体步骤如下：(1)超短基线系统由安装在AUV上的四个水听器组成的正方形基阵和布放在海底的应答器组成，换能器发送声波信号，应答器接收信号后经过一段延时发送应答信号，四个水听器接收到应答信号后，根据声波到达时间确定水听器与应答器间的斜距信息，以及声波与水听器基阵间的两个方位角信息；(2)利用具有RTK固定解定位精度的GPS位置信息与捷联惯性导航系统SINS进行松组合算法，以此来修正SINS的姿态角误差，从而为USBL标定方法提供更加精确的姿态矩阵(3)构造基于USBL安装误差角姿态矩阵的矢量观测模型，利用超短基线定位系统构造水声基阵坐标系下的位置矢量，利用SINS/RTK组合导航系统的位置和姿态构造载体系下的位置矢量；(4)根据步骤(3)构造的基于USBL安装误差角姿态矩阵的矢量观测模型，利用姿态确定方法求解出USBL安装误差角对应的姿态四元数，从而完成USBL安装误差角的实时标定。