基于单信标测距辅助SINS的中层水域导航算法

针对全球导航卫星系统和多普勒测速仪无法用于位于中层水域的深海潜水器的高精度导航定位问题,文中提出一种经济可行的中层水域导航算法。该算法基于单程到达时间机制测量已知位置的信标到深海潜水器的距离,并基于捷联惯性导航系统(SINS)误差传播模型和单信标测距模型设计扩展卡尔曼滤波器进行信息融合,从而实现利用单信标测距信息辅助SINS以抑制其误差发散。仿真结果表明,基于距离辅助SINS的中层水域导航算法能够获取误差不随时间累积的定位结果。此外,文中从解析可观测性的角度,对深海潜水器的静止和圆周运动轨迹进行了精度分析,且理论分析与仿真结果吻合。