尚 佳，郭新江

（中国船舶重工集团有限公司第七一〇研究所，湖北 宜昌 443003）

0 引言

声学多普勒计程仪（Acoustic Doppler Velocity Log，DVL）是利用多普勒效应原理，通过估计海底/水声学散射信号的多普勒信息，测量平台对底/水三维速度的一种精密仪器，广泛应用于水中装备、水下作业、海洋观测、舰船导航等领域，是现代水下自主导航系统的重要组成[1-4]。在实际工程应用过程中，由于受机械加工、平台安装等误差因素影响，造成DVL测量坐标系与载体坐标系之间存在安装偏角、DVL测量值与真值之间存在比例因子，这些是水下自主导航精度的主要误差源，需要进行误差预标定。

目前的标定方法多是在DVL测速噪声为高斯分布假设下，利用最小二乘、罗德里格、奇异值分解等方法进行标定[5-9]。然而任何声呐性能均与应用环境密切相关，DVL测速质量易受到平台、海洋等环境因素影响，在某些恶劣条件下，如长江三峡、湖北水布垭等试验水域，部分航段异常值多、测速噪声统计特性偏离高斯分布，严重影响标定效果。因此，如何提高误差标定的稳健性和作业效率是批量应用中迫切需要解决的实际问题。本文着重针对复杂环境下 DVL标定问题，提出采用修正Kalman滤波对非高斯测速噪声加以抑制，弥补标准Kalman滤波在数据预处理方面的不足，扩展现有标定方法适用范围，为工程应用提供指导。

1 测速数据分析

Levy分布具有“尖峰肥尾”的形状，可以分解为一个高斯白噪声和一些大值样本2部分；在平台摇摆、地势起伏等幅度较大情况下，DVL测量结果中会出现大异常观测值，测速噪声可认为是由正常观测的高斯噪声与异常样本组成，符合 Levy分布特点。……