基於捷聯慣導系統的都卜勒計程儀測速誤差抑制方法

2023-06-12 07:15:26

專利名稱：基於捷聯慣導系統的都卜勒計程儀測速誤差抑制方法
技術領域：
本發明涉及的是一種測速誤差抑制方法，特別是涉及一種都卜勒計程儀的測速誤差抑制方法。
背景技術：
都卜勒計程儀是一種常用船用計程儀，它是利用聲波或超聲波在水中的都卜勒效應製成的計程儀，由於它可以直接測量船舶對地的速度，並且穩定可靠，所以近年來受到廣泛應用。在船舶導航系統中，都卜勒計程儀(DVL)測量速度通常用作輔助捷聯羅經系統，DVL測量速度及其測量速度的差分值(加速度)提供給捷聯羅經系統，這樣可以去除船舶速度和加速度對於捷聯羅經系統導航的影響。但是都卜勒計程儀輸出的速度中含有大量的噪聲高頻分量，這樣會影響到對於捷聯羅經系統的導航解算。目前針對都卜勒計程儀測速問題，國內已有人開始研究，並且提出了一些不錯的方法，傅菊英在《海洋技術》發表的《聲學都卜勒計程儀測速誤差分析與補償》。這篇文章主要對都卜勒計程儀的安裝偏差、波束方向誤差和電路設計誤差等固定誤差、通過標定試驗給出都卜勒計程儀的補償係數並驗證其有效性。但是他的標定實在實驗室的環境下進行標定，屬於事先標定，不能滿足實時性的要求，並且精度較差。由於是針對固定誤差的標定，所以靈活性也較差。

發明內容
本發明的目的在於提供一種既能很好的濾去都卜勒中的高頻誤差分量，又能避免濾去船舶真實運動信息中的高頻部分的基於捷聯慣導系統的都卜勒計程儀測速誤差抑制方法。本發明的目的是這 樣實 現的:步驟1:向船舶的都卜勒計程儀和船舶捷聯慣導系統中輸入初始位置信息，並且採集陀螺和加速度計的輸出信息；步驟2:通過步驟I中的初始位置信息和採集的陀螺、加速度計的輸出信息，獲得初始的捷聯慣導系統捷聯矩陣(T (0);步驟3:捷聯慣導系統進入導航工作階段，實時解算k時刻的捷聯姿態矩陣(TOfc)與導航坐標系下的速度『(10 ；步驟4:都卜勒計程儀實時輸出第k時刻的都卜勒速度Vdvl (k)；步驟5:由捷聯慣導系統測量得到導航坐標系下的速度Vn(k)，並通過Vn(k)測量得
到k時刻的船舶前進速度岣； 步驟6:由步驟4中F:(幻與步驟5中V)b (i)測量得到A V (k)，
權利要求
1.種基於捷聯慣導系統的都卜勒計程儀測速誤差抑制方法，其特徵是: 步驟1:向船舶的都卜勒計程儀和船舶捷聯慣導系統中輸入初始位置信息，並且採集陀螺和加速度計的輸出信息； 步驟2:通過步驟I中的初始位置信息和採集的陀螺、加速度計的輸出信息，獲得初始的捷聯慣導系統捷聯矩陣('r(o)； 步驟3:捷聯慣導系統進入導航工作階段，實時解算k時刻的捷聯姿態矩陣(Tb)與導航坐標系下的速度Vn(k)； 步驟4:都卜勒計程儀實時輸出第k時刻的都卜勒速度Vdvl (k)； 步驟5:由捷聯慣導系統測量得到導航坐標系下的速度Vn(k)，並通過Vn(k)測量得到k時刻的船舶前進速度 步驟6:由步驟4中X(幻與步驟5中F16⑷測量得至IJ AV(k),
2.據權利要求1所述的基於捷聯慣導系統的都卜勒計程儀測速誤差抑制方法，其特徵是:所述通Svn(k)測量得到k時刻的船舶前進速度F16的具體方法為:由航坐標系下的速度Vn(k)與捷聯姿態矩陣CTp)測量得到k時刻載體坐標系下的速度
3.據權利要求1或2所述的基於捷聯慣導系統的都卜勒計程儀測速誤差抑制方法，其特徵是:所述高通數字濾波中選用高通數字FIR濾波器，選取凱塞窗為
全文摘要
本發明提供的是一種基於捷聯慣導系統的都卜勒計程儀測速誤差抑制方法。啟動都卜勒計程儀與捷聯慣導系統，將都卜勒計程儀(DVL)輸出速度與捷聯慣導系統(INS)輸出速度進行綜合處理，並經過進行高通數字濾波，可輸出優化後的速度。本發明能在不濾除運動高頻信息的同時濾除都卜勒計程儀高頻噪聲，為其它慣性系統初始對準、導航提供速度和加速度參考。
文檔編號G01C25/00GK103090884SQ201310053338
公開日2013年5月8日 申請日期2013年2月19日 優先權日2013年2月19日
發明者奔粵陽, 謝松霖, 李倩, 高偉, 張義, 於飛, 鮑桂清, 徐文佳, 盧寶峰, 楊嬌龍 申請人:哈爾濱工程大學