张 涛，王 健，张佳宇

(1. 东南大学仪器科学与工程学院，南京 210096；2. 北京控制与电子技术研究所，北京 100038)

0 引言

在捷联惯性导航系统(Strapdown Inertial Navigation System, SINS)/超短基线(Ultra-short Baseline, USBL)一体化产品的研制方面，水下定位的迫切需求促使水声定位技术进一步发展，USBL定位系统及装备朝着惯性/水声一体化的方向发展。SINS/USBL一体化系统中，载体坐标系和声学坐标系在出厂前不可避免地存在安装误差角和杆臂误差，并且均为固定的常值。因此，在导航与定位前需要提前进行标定并补偿，精确标定后无需重复标定，这也是一体化系统的突出优势。影响高精度USBL定位系统定位精度的主要因素有系统自身误差、海洋环境参数测量误差以及SINS/USBL之间的安装误差。其中，声学基阵安装误差是定位系统的主要误差源, 从数值角度粗略分析:1°的航向安装误差角将会引入约1.7%斜距的水平位置误差，因此，在实际使用前需要进行安装误差的标定[1]。

国内外众多研究所和公司在标定算法方面进行了研究，但是国外公开报道的文献和技术资料并不多。2003年，D.Philip等对影响声学基阵标定精度的因素进行了分析，包括采集数据的质量、USBL基阵的几何结构、高效的数值计算算法和观测值的权重等[2]。R.Mcewen等在2005年通过对分立式USBL系统的研究发现，声学传感器与姿态传感器之间的平均安装误差在2.5°左右，标准差在0.5°左右[3]。国内对于USBL标定技术的研究以哈尔滨工程大学、中国海洋大学和东南大学等科研机构为主[4]。将全球定位系统(Global Positioning System， GPS)与水下声学……