基于局部重力场模型的惯性/重力组合导航方法
2022-10-21迟凤阳宋海岩王秋滢
黑龙江工程学院学报 2022年5期
关键词:模型
迟凤阳,宋海岩,王秋滢
(1.黑龙江工程学院 电气与信息工程学院,哈尔滨 150050;2.哈尔滨工程大学 水声工程学院,哈尔滨 150001)
对于水下航行器而言,导航定位精度是其重要的技术指标之一,目前水下航行器的导航方式主要以惯性导航为主。然而,惯性导航系统的定位误差随时间累积而发散,单独使用惯性导航系统很难完成长距离、高精度的导航任务。因此,如何修正惯性导航的误差成为关键问题[1-2],无论是天文导航、卫星导航或者是声学导航等方式,都在一定程度上减弱了水下航行器的隐蔽性。随着水下导航技术的不断进步,许多国家都在研制以无源导航作为惯性导航辅助手段的水下组合导航系统,其中,重力异常辅助导航是一种常用的无源辅助导航方式[3-4]。重力辅助导航不需要接近水面工作,不受外界的干扰,能够满足水下航行器长时间水下作业的需求。文献[5-6]的研究结果表明,在有重力辅助导航修正的情况下,水下潜器的导航定位误差有所降低。
文中以高精度的地球重力场模型为基础,利用局部实测重力异常数据进行融合,构建局部精确的地球重力场模型,进而得到高精度的重力异常分布图。同时,针对惯性/重力组合导航系统的量测方程无法精确表达的问题,提出利用粒子滤波算法对惯导的定位误差进行修正。为了保证滤波算法的精度,引入正则化方法,增加粒子的多样性。最后,通过仿真验证了正则粒子滤波算法(RPF)在惯性/重力组合导航系统中的有效性。……
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