平台运动对声学导航圆交汇模型的影响及误差分析

摘要：

声学导航技术被广泛应用于水下机动平台的自主导航.常用的声学导航模型多为圆交汇模型,该模型结构简单,计算方便,但未考虑平台运动影响,是一种静止模型.平台运动条件下,平台接收各水下声信标(水下星站节点)的时间及所处空间位置不同,即时间和空间存在差异性,会产生模型失配,影响导航精度.针对上述问题,该文推导了由平台运动造成的模型失配误差公式,定量分析了运动对导航精度的影响以及误差的空间分布规律,着重研究了航速、航向角等航行参数对导航精度的影响规律,并进行了仿真验证.研究结果表明:仅考虑平台运动的影响时,声学导航圆交汇模型的失配误差存在,且与平台在阵内的空间位置有关,其导航精度空间特性呈近似的同心椭圆分布;模型失配误差还与平台航行参数有关,模型失配误差对速度变化敏感,随着航行速度增大,呈近似线性趋势增大,影响严重;航向角对全局精度变化范围影响小,主要影响模型失配误差的空间分布,体现为一种随航向角"旋转"的特性,且椭圆横轴方向与平台运动方向趋于一致.

关键词：声学导航、圆交汇模型、水下运动平台、模型失配、误差分析

所属期刊栏目：42

分类号：TN911.7

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金;国家重点研发计划省级资金资助项目;青岛海洋科学与技术国家实验室开放基金;水声技术重点实验室稳定支持课题

在线出版日期：2020-08-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1652-1660