无卫导条件下多舰船联合导航方法研究
发布时间：2022-01-06 11:56
为解决多舰船在无卫星导航条件下面临的导航保障能力下降的问题,提出采用多舰联合导航的方法,以安装惯导系统的舰船为母舰,仅安装平台罗经的舰船为子舰,建立多舰联合导航体系,母舰通过测算获得子舰相关信息,并将其发送给子舰,以提高子舰的导航信息的可靠性和有效性,进而保障舰船编队的导航信息准确和连续。通过实例进行验证,建立多舰联合导航体系并进行导航信息有效性仿真实验,实验结果表明:采用编队联合导航方法后,单舰的定位误差有明显的下降,为保障舰船编队航行提供理论参考。
【文章来源】：火力与指挥控制. 2020,45(01)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
惯导定位误差变化情况
（总第45-）火力与指挥控制2020年第1期（下转第52页）性导航系统和子舰平台罗经定位误差在8h内的变化情况，如图4和图5所示。仿真图中横轴以小时（h）为单位，纵轴以米（m）为单位。图4惯导定位误差变化情况图5平台罗经定位误差变化情况由于位置信息上只有纬度的变化，经度的变化忽略，所以两个图中的曲线分别表示这8h内母舰惯性导航系统和子舰平台罗经纬度定位误差的变化情况，4条竖线分别为时间2h、4h、6h、8h4个时间段，用于进行分段对比。从图4可以看出，惯导系统的位置信息定位误差随时间缓慢增大，在8h的时候达到2000m左右；而图5所显示的平台罗经定位误差随着时间迅速增大，在8h的时候达到了12000m左右，远大于惯导系统。通过分析对比图4和图5的曲线变化趋势，可以得出：由于平台罗经定位误差随时间增加迅速，2h后达到2750m，已经无法满足需要，而惯导定位误差则增加缓慢，8h内均能提供较为可靠的定位精度，因此，可以通过联合导航的方式，利用母舰惯导系统为子舰的平台罗经提供重调校正基准。根据上述分析，按照每2h母舰对子舰的位置信息进行重调校正，只改变子舰平台罗经的纬度定位信息的误差而其余信息不变，子舰保持着原状态继续航行，得到仿真图如图6所示。图6中的长曲线表征独立工作的平台罗经在8h内纬度定位误差的变化情况，3条短曲线则能够看出平台罗经分别以惯性导航系统在2h、4h、6h的数据作为的起点，每隔2h对平台罗经进行一次归零重调，而平台罗经的其余参数保持不变，连续工作后所得的曲线。通过对比短曲线和长曲线可知，经过归零重调后的子舰平台罗经定位精度比其独立工作的平台罗经定位精度有着明显的提升，且随时间的积累精度提升得越明显。独立工作的平台罗经在4h、6h、8h后的纬度定位误差分?
??经定位误差随着时间迅速增大，在8h的时候达到了12000m左右，远大于惯导系统。通过分析对比图4和图5的曲线变化趋势，可以得出：由于平台罗经定位误差随时间增加迅速，2h后达到2750m，已经无法满足需要，而惯导定位误差则增加缓慢，8h内均能提供较为可靠的定位精度，因此，可以通过联合导航的方式，利用母舰惯导系统为子舰的平台罗经提供重调校正基准。根据上述分析，按照每2h母舰对子舰的位置信息进行重调校正，只改变子舰平台罗经的纬度定位信息的误差而其余信息不变，子舰保持着原状态继续航行，得到仿真图如图6所示。图6中的长曲线表征独立工作的平台罗经在8h内纬度定位误差的变化情况，3条短曲线则能够看出平台罗经分别以惯性导航系统在2h、4h、6h的数据作为的起点，每隔2h对平台罗经进行一次归零重调，而平台罗经的其余参数保持不变，连续工作后所得的曲线。通过对比短曲线和长曲线可知，经过归零重调后的子舰平台罗经定位精度比其独立工作的平台罗经定位精度有着明显的提升，且随时间的积累精度提升得越明显。独立工作的平台罗经在4h、6h、8h后的纬度定位误差分别为6850、9770和12460，而经过归零重调后的平台罗经定位误差分别为3920、4470和4625，通过对比可以发现，定位误差明显降低。通过实例仿真表明，在无卫星的条件下，通过建立舰船编队联合导航体系能够明显提高子舰导航信息的定位精度，且随时间的积累其提升效果更加明显。4结论在舰船编队联合执行任务日益频繁的今天，联合导航可以有效提高编队中低导航配置舰船在无卫星条件下的导航信息精度，进而提升编队整体的导航保障能力，不仅可提高舰船编队的安全性和可靠性，更能有效提高舰船编队的整体作战效能。本文只是初步提出了联合导航的概念，并对多?
【参考文献】：
期刊论文
[1]SINS/OD组合导航系统转弯误差补偿[J]. 王志伟,秦俊奇,石志勇,狄长春,王风杰. 火力与指挥控制. 2018(01)
[2]采用卡方检验的模糊自适应无迹卡尔曼滤波组合导航算法[J]. 杨春,郭健,张磊,陈庆伟. 控制与决策. 2018(01)
[3]捷联惯导/里程计组合导航技术[J]. 马智渊,石志勇,王志伟. 火力与指挥控制. 2017(02)
[4]飞机编队相对导航技术研究[J]. 樊建文,雷创. 现代导航. 2016(03)
[5]大型舰船编队相对导航方法比较[J]. 周红进,钟云海,李伟. 交通运输工程学报. 2016(01)
[6]神经网络辅助的GPS/INS组合导航自适应UKF算法[J]. 谭兴龙,王坚,赵长胜. 测绘学报. 2015(04)
[7]基于队形相对运动带的舰艇编队规避航向优选方法[J]. 李伟,易成涛,王书晓,黄谦. 火力与指挥控制. 2015(03)
[8]基于高斯混合容积卡尔曼滤波的UUV自主导航定位算法[J]. 王宏健,李村,么洪飞,周佳加. 仪器仪表学报. 2015(02)
[9]SINS/DVL组合导航系统的标定[J]. 于玖成,何昆鹏,王晓雪. 智能系统学报. 2015(01)
[10]舰船相对组合导航最优定位算法[J]. 刘明,冯肖亮,史军杰,邱爱兵. 中国航海. 2014(04)
本文编号：3572407
【文章来源】：火力与指挥控制. 2020,45(01)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
惯导定位误差变化情况
（总第45-）火力与指挥控制2020年第1期（下转第52页）性导航系统和子舰平台罗经定位误差在8h内的变化情况，如图4和图5所示。仿真图中横轴以小时（h）为单位，纵轴以米（m）为单位。图4惯导定位误差变化情况图5平台罗经定位误差变化情况由于位置信息上只有纬度的变化，经度的变化忽略，所以两个图中的曲线分别表示这8h内母舰惯性导航系统和子舰平台罗经纬度定位误差的变化情况，4条竖线分别为时间2h、4h、6h、8h4个时间段，用于进行分段对比。从图4可以看出，惯导系统的位置信息定位误差随时间缓慢增大，在8h的时候达到2000m左右；而图5所显示的平台罗经定位误差随着时间迅速增大，在8h的时候达到了12000m左右，远大于惯导系统。通过分析对比图4和图5的曲线变化趋势，可以得出：由于平台罗经定位误差随时间增加迅速，2h后达到2750m，已经无法满足需要，而惯导定位误差则增加缓慢，8h内均能提供较为可靠的定位精度，因此，可以通过联合导航的方式，利用母舰惯导系统为子舰的平台罗经提供重调校正基准。根据上述分析，按照每2h母舰对子舰的位置信息进行重调校正，只改变子舰平台罗经的纬度定位信息的误差而其余信息不变，子舰保持着原状态继续航行，得到仿真图如图6所示。图6中的长曲线表征独立工作的平台罗经在8h内纬度定位误差的变化情况，3条短曲线则能够看出平台罗经分别以惯性导航系统在2h、4h、6h的数据作为的起点，每隔2h对平台罗经进行一次归零重调，而平台罗经的其余参数保持不变，连续工作后所得的曲线。通过对比短曲线和长曲线可知，经过归零重调后的子舰平台罗经定位精度比其独立工作的平台罗经定位精度有着明显的提升，且随时间的积累精度提升得越明显。独立工作的平台罗经在4h、6h、8h后的纬度定位误差分?
??经定位误差随着时间迅速增大，在8h的时候达到了12000m左右，远大于惯导系统。通过分析对比图4和图5的曲线变化趋势，可以得出：由于平台罗经定位误差随时间增加迅速，2h后达到2750m，已经无法满足需要，而惯导定位误差则增加缓慢，8h内均能提供较为可靠的定位精度，因此，可以通过联合导航的方式，利用母舰惯导系统为子舰的平台罗经提供重调校正基准。根据上述分析，按照每2h母舰对子舰的位置信息进行重调校正，只改变子舰平台罗经的纬度定位信息的误差而其余信息不变，子舰保持着原状态继续航行，得到仿真图如图6所示。图6中的长曲线表征独立工作的平台罗经在8h内纬度定位误差的变化情况，3条短曲线则能够看出平台罗经分别以惯性导航系统在2h、4h、6h的数据作为的起点，每隔2h对平台罗经进行一次归零重调，而平台罗经的其余参数保持不变，连续工作后所得的曲线。通过对比短曲线和长曲线可知，经过归零重调后的子舰平台罗经定位精度比其独立工作的平台罗经定位精度有着明显的提升，且随时间的积累精度提升得越明显。独立工作的平台罗经在4h、6h、8h后的纬度定位误差分别为6850、9770和12460，而经过归零重调后的平台罗经定位误差分别为3920、4470和4625，通过对比可以发现，定位误差明显降低。通过实例仿真表明，在无卫星的条件下，通过建立舰船编队联合导航体系能够明显提高子舰导航信息的定位精度，且随时间的积累其提升效果更加明显。4结论在舰船编队联合执行任务日益频繁的今天，联合导航可以有效提高编队中低导航配置舰船在无卫星条件下的导航信息精度，进而提升编队整体的导航保障能力，不仅可提高舰船编队的安全性和可靠性，更能有效提高舰船编队的整体作战效能。本文只是初步提出了联合导航的概念，并对多?
【参考文献】：
期刊论文
[1]SINS/OD组合导航系统转弯误差补偿[J]. 王志伟,秦俊奇,石志勇,狄长春,王风杰. 火力与指挥控制. 2018(01)
[2]采用卡方检验的模糊自适应无迹卡尔曼滤波组合导航算法[J]. 杨春,郭健,张磊,陈庆伟. 控制与决策. 2018(01)
[3]捷联惯导/里程计组合导航技术[J]. 马智渊,石志勇,王志伟. 火力与指挥控制. 2017(02)
[4]飞机编队相对导航技术研究[J]. 樊建文,雷创. 现代导航. 2016(03)
[5]大型舰船编队相对导航方法比较[J]. 周红进,钟云海,李伟. 交通运输工程学报. 2016(01)
[6]神经网络辅助的GPS/INS组合导航自适应UKF算法[J]. 谭兴龙,王坚,赵长胜. 测绘学报. 2015(04)
[7]基于队形相对运动带的舰艇编队规避航向优选方法[J]. 李伟,易成涛,王书晓,黄谦. 火力与指挥控制. 2015(03)
[8]基于高斯混合容积卡尔曼滤波的UUV自主导航定位算法[J]. 王宏健,李村,么洪飞,周佳加. 仪器仪表学报. 2015(02)
[9]SINS/DVL组合导航系统的标定[J]. 于玖成,何昆鹏,王晓雪. 智能系统学报. 2015(01)
[10]舰船相对组合导航最优定位算法[J]. 刘明,冯肖亮,史军杰,邱爱兵. 中国航海. 2014(04)
本文编号：3572407
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