一种无源SONAR/北斗/INS组合水下导航方法

摘要

随着人类探索海洋的脚步越走越远,水下导航成为人们关注的重点.当前主流的水下导航方法包括超短基线或长基线声学导航定位,其采用的都是有源的方式,并且作用距离有限,尚不能满足水下移动平台的导航需求.水下的惯性导航方法由于其误差累积特性,无法满足长时间的导航需求.本文提出了一种能够应用于水下移动平台的无源组合导航方法,将水下声纳、北斗卫星导航、惯性导航三种手段组融合,实现静默式水下导航.该方法通过水面浮标对水下平台进行位置校准,水面浮标通过北斗系统进行校准,同时结合惯导数据进行导航.通过湖上试验对该方法进行验证,对湖上的水下采集数据进行分析,结果表明:该方法能够解决深远海无岸基设备的水下导航问题,定位精度与浮标及水下平台所采用的惯性导航性能关联程度较高,作用距离与声纳水下通信距离保持一致.该方法的定位精度与北斗的定位精度、惯性导航性能、海况、浮标内惯性导航特性、水下平台深度等多种因素有关.根据实验结果可以证实该方法的有效性,同时也给出该方法在实现过程中的一些限制条件.随着硬件产品的小型化、低功耗、高性能提升,该方法对水下移动平台导航的潜在作用将不可估量.