受限于海底导航信标时间同步的固有难度,水下导航通常采用主动式定位模型。然而,该模型总是不适定的,即每个观测对应载体信号收发时刻的两个待定点。若忽略载体运动,可取0.5倍的信号往返程的传播时间作为观测值进行定位,但这必然引入模...受限于海底导航信标时间同步的固有难度,水下导航通常采用主动式定位模型。然而,该模型总是不适定的,即每个观测对应载体信号收发时刻的两个待定点。若忽略载体运动,可取0.5倍的信号往返程的传播时间作为观测值进行定位,但这必然引入模型误差,特别是在深海场景或载体高速运动的情形下;若使用多普勒测速或惯性导航等航位推算信息,则会导致声呐导航依存于外部信息。因此,提出了一种附加载体运动学参数的主动式声呐时间开窗导航定位模型,实现了载体位置、速度、加速度等信息的联合估计,在实时输出载体当前时刻坐标信息的同时实现了载体任意时刻运动状态信息的获取,解决了主动式定位模型的不适定性问题。同时,提出了时间开窗导航定位精度几何因子(trajectory dilution of precision,TRDOP),以评估时间开窗导航定位构型的强度。结果表明,TRDOP可以很好地刻画时间开窗导航定位构型的优劣,且时间开窗导航定位模型显著优于传统空间交会定位模型。在日本公开数据集上的测试结果显示,主动式声呐时间开窗导航定位模型的导航定位精度优于5 m,且窗口中间时刻的定位精度更高。展开更多
文摘受限于海底导航信标时间同步的固有难度,水下导航通常采用主动式定位模型。然而,该模型总是不适定的,即每个观测对应载体信号收发时刻的两个待定点。若忽略载体运动,可取0.5倍的信号往返程的传播时间作为观测值进行定位,但这必然引入模型误差,特别是在深海场景或载体高速运动的情形下;若使用多普勒测速或惯性导航等航位推算信息,则会导致声呐导航依存于外部信息。因此,提出了一种附加载体运动学参数的主动式声呐时间开窗导航定位模型,实现了载体位置、速度、加速度等信息的联合估计,在实时输出载体当前时刻坐标信息的同时实现了载体任意时刻运动状态信息的获取,解决了主动式定位模型的不适定性问题。同时,提出了时间开窗导航定位精度几何因子(trajectory dilution of precision,TRDOP),以评估时间开窗导航定位构型的强度。结果表明,TRDOP可以很好地刻画时间开窗导航定位构型的优劣,且时间开窗导航定位模型显著优于传统空间交会定位模型。在日本公开数据集上的测试结果显示,主动式声呐时间开窗导航定位模型的导航定位精度优于5 m,且窗口中间时刻的定位精度更高。
