某型AUV运载器的定位方法与误差分析

发布时间：2021-03-18 20:41

　　传统AUV依靠水下惯性导航设备自主定位的方法无法实时进行水下信息感知和系统控制。水声定位是AUV定位导航技术的一个研究领域,可用于水下运动目标定位与导航、水下静止目标勘测等。文章分析阐述三种经典AUV定位方法,进一步研究AUV快速定位解算原理,论证影响AUV运载器在深海工作时产生的定位误差来源并进行仿真试验分析,最终将研究成果应用在目前现有某型AUV运载器上,实现自身水下定位、导航与远程遥控。 

【文章来源】：船舶工程. 2020,42(06)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

斜距测时误差与系统a)测时误差0.5ms

船舶电气、通信设备及自动控制—102—影响当等效声速测速误差为0.5m/s，浮标阵元误差为0.8m时，设定斜距测时误差分别为0.5ms和5ms，计算5000次后取均值，仿真结果见图8。3）仿真分析GPS误差对于运动AUV定位的影响当等效声速测速误差为0.2m/s，斜据时延误差为0.5ms时，设定海上浮标自身GPS误差分别为0.5m和0.8m，计算5000次后取均值，仿真结果见图9。图7测速误差与系统定位误差对比分析图图8斜距测时误差与系统定位精度对比分析图图9GPS误差与系统定位精度对比分析图由图7可知，等效声速测速误差逐渐变大时，系统定位误差逐渐变大。由计算结果与仿真研究得出，等效测速误差对于系统定位误差影响不大，小于浮标位置误差对于系统定位误差的影响。由图8、图9可知：在正方形的水域内部，越靠近中心的位置，系统定位精度越高，随着水下航行平台逐渐远离浮标时，定位误差越来越大，精度越来越低。在给定仿真条件下，根据右侧彩色棒对比图分析a)声速误差0.5m/sb)声速误差5m/sa)测时误差0.5msb)测时误差5msa)GPS误差0.5mb)GPS误差0.8m

维护我国的海洋安全、保护我国领海主权至关重要[16-17]。民用方面中，许多测绘、通信等行业目前也都逐步面向海洋进行开发。在对深海油气田的探测时，必须提前了解该地区的海底地形地貌特征[18]，在海底油气管道的架设和海底光缆管线铺设维护时，受海底洋流作用的影响，执行任务的目标船需要在极高的精度要求下作业。依靠AUV平台搭载的侧扫声呐或者多波束声呐进行海底勘测不但可以提高工作效率，还能避免因为潮汐、洋流等客观因素造成对这些工作的影响，使深海探测定位精度更高。图11AUV在海洋工程领域应用图120°60°120°60°aaaa

【参考文献】：
期刊论文
[1]多波束合成孔径声呐技术研究进展[J]. 李海森,魏波,杜伟东.  测绘学报. 2017(10)
[2]被动声呐浮标定位技术研究与仿真[J]. 黄乘顺,李星亮.  通信技术. 2017(09)
[3]多波束测深声纳技术研究新进展[J]. 李海森,周天,徐超.  声学技术. 2013(02)
[4]浮标通信的仿真与设计[J]. 张建忠,秦建存.  无线电通信技术. 2012(05)
[5]海洋地球物理技术的发展[J]. 金翔龙.  东华理工学院学报. 2004(01)

博士论文
[1]长基线定位信号处理若干关键技术研究[D]. 付进.哈尔滨工程大学 2007

硕士论文
[1]长基线浮标定位系统基站设计[D]. 兰天.哈尔滨工程大学 2017
[2]长基线高精度定位方法研究与实现[D]. 李翔宇.哈尔滨工程大学 2017
[3]海底管道防腐状态检测关键技术研究[D]. 刘佳.大连理工大学 2008



本文编号：3088903