GNSS/声学联合定位的自适应滤波算法

发布时间：2025-01-04 05:12

　　 海底控制点布设是构建海洋时空基准的重要环节,而可靠的海洋基准定位模型及方法又是实现高精度海底控制点布设的前提和基础。应用广泛的走航船测量方式兼具灵活性和可控性,但载体异常扰动影响不可避免,易导致海底控制点联合定位模型解算失真。针对这一问题,本文提出一种基于自适应选权滤波的GNSS/声学联合解算方法。首先推导了统一海面及水下观测过程的GNSS/声学联合定位数学模型;然后研究了在联合模型的自适应滤波解算中对载体异常扰动的判别标准,给出了各状态参数自适应因子的构造方法;最后通过仿真和实测数据进行了试验验证。结果表明:引入自适应滤波算法后,能有效改善状态扰动对GNSS/声学联合定位的异常影响,提升其定位稳定性及定位精度;当分别对各类状态参数的自适应因子进行合理构造后,滤波效果可达最佳。

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【部分图文】：

图8 实测试验2:不同方案偏差结果对比

图7实测试验1:不同方案各方向上对比结果4结论

图1 GNSS/声学联合定位原理

海面以非差形式进行船载动态精密单点定位(precisepointpositioning,PPP),是深远海域主要的作业模式。在水下需顾及声速系统误差和随机误差,与海底应答器间通过声学信号往返传播建立联系,如图1所示。联合海面和水下观测过程可以得联合模型的观测方程[24-25]....

图2 测量船航迹

海面测量船轨迹如图2所示,假设海底已布设一个模拟控制点,其平面示意位置如五星符号处所示。海面采用该海域出海约2.5h所测GPS数据,采样率为1s。海底测量坐标系以海底模拟控制点参考位置为坐标原点建立,固定其x轴指向。水深设为1500m,水下声学测量间隔为每秒15次,并顾及声....

图3 仿真试验1:不同方案各方向上对比结果

(3)在联合解算过程中,两类坐标状态参数的估计结果均有可能出现与实际不吻合的情况,方案4在方案3的基础上,对两类坐标参数均进行选权并构造了自适应因子,合理调节了异常动力学信息对模型的影响,从图5中可以看出,此方案定位滤波基本没有明显的跳跃,结果非常稳定。由表2可以发现,三维点位....

本文编号：4022955