李闻白，刘明雍，张立川，刘富樯

(西北工业大学 航海学院，陕西 西安710072)

0 引言

随着人工智能理论、传感器技术和微计算机技术等的不断成熟和发展，具有感知、思维和动作能力的自主水下航行器(AUV)在军事和民用领域得到了广泛的应用，如水下情报搜集、远程水下攻击、深海资源勘测和海底光缆铺设等。就当前的技术而言，水下导航问题仍然是发展AUV 所面临的主要挑战之一［1］。导航系统必须提供远距离及长时间范围内的精确定位、速度及姿态信息，受AUV 自身的体积、质量、能源的限制及水介质的特殊性、隐蔽性等因素的影响，实现AUV 的精确导航是一项艰巨的任务［2］。

长基线(LBL)、短基线(SBL)和超短基线(USBL)系统作为三种传统的水下导航方法，已被广泛应用于潜艇和AUV 的实时导航与定位。这些系统的定位精度较高，但其中的一系列不足之处也是明显存在的［3-4］。以常用的LBL 为例，布放、标定和回收水下传感器基阵需耗费大量的时间、人力和物力，使用成本较高;此外，针对AUV 执行任务区域的不同，上述布放和回收工作需重复进行，制约了AUV 的活动范围。SBL 和USBL 需要母船支持，减少了AUV 的灵活性和隐蔽性。

出于以上考虑，研究人员提出了利用多个AUV间的相互合作实现协同定位的导航方法［5］。它使得导航信息能够分享，且摆脱了基阵(母船)的束缚，使用区域灵活，成本较低。通常多AUV 的协同导航采用主从式(Leader-Follower)，主AUV(领航者，Leader)装备有高精度的导航通讯设备(如GPS、磁罗盘、多普勒速度仪、深度计、水听器等)，从AUV(跟随者，Follower)配备的传感器精度相对较低。……