针对捷联惯性导航系统(SINS)/多普勒计程仪(DVL)组合导航系统工作于水跟踪模式条件下的高精度定位需求,提出一种考虑洋流影响的SINS/DVL组合导航算法。分析了DVL水跟踪模式下洋流速度对组合导航精度的影响,基于速度匹配组合导航的方式提出了SINS/DVL组合导航系统设计方案,当DVL切换到水跟踪模式后,利用Kalman滤波器对洋流速度进行实时估计,从而能够有效提高DVL仅对水输出时系统的组合导航定位精度。仿真和水上船载试验结果表明,本文提出的考虑洋流速度影响的SINS/DVL组合导航算法是有效的和可行的。 利用SINS解算得到的导航系下的速度与DVL直接测得的速度经转换修正后作差，将速度差作为Kalman滤波的观测量。当DVL工作于底跟踪模式时，能够输出较为准确的载体对底速度信息。然而由于水流速度的存在，当DVL工作于水跟踪模式时，工作模式-数控滚圆机张家港钢管滚圆机滚弧机全自动滚圆机滚弧机测得的载体速度有较大误差。在实际工程应用中，由于海底深度的变化，DVL可能频繁地在底跟踪模式和水跟踪模式之间切换。针对这种情况，根据DVL的工作模式，设置不同的观测量以及量测矩阵，当DVL进入水跟踪模式时，通过观测量引入洋流速度信息本文有公司网站全自动滚圆机采集转载中国知网整理 http://www.gunyuanji.com  ，利用Kalman滤波器对洋流速度进行实时估计。图1DVL工作模式示意图组合滤波方程及算法DVL测速误差主要与声速误差、载体姿态误差等有关[12-13]。考虑到这些误差在实际产品中已经经过补偿，现只考虑DVL刻度因子误差以及安装角误差。由于水平方向上的两个安装角误差对系统组合导航定位精度的影响相对较小，所以可以忽略水平安装角误差的影响，并且可将DVL刻度因子误差Dδk以及航向安装角误差都当作常值处理。此外，根据现有海洋模型可以得知，在小范围内，洋流速度变化较为缓慢，因此可以假定短期内DVL设定水流层的洋流速度为恒定值。令洋流速度在地理坐标系东向、天向、北向的分量可分别表示为cncuceV、V、V：nTCurrentcncuceV[VVV](1)可以得到：组合导航系统状态变量由主系统SINS的状态量和辅助子系统DVL的状态量一起构成。不考虑天向通道的影响，主系统SINS状态量选取如下：北向、东向速度误差δNV、δEV；北向、天向、东向姿态误差N、U、E；北向、东向位置误差δ、δ；载体系各轴向的陀螺漂移工作模式-数控滚圆机张家港钢管滚圆机滚弧机全自动滚圆机滚弧机本文有公司网站全自动滚圆机采集转载中国知网整理 http://www.gunyuanji.com