基于单领航者相对位置测量的多AUV协同导航系统定位性能分析

自主水下航行器(Autonomous underwater vehicle,AUV)的协同导航是解决水下导航定位问题的重要方法,其中导航系统的定位误差增长特性是衡量其定位性能的关键指标.本文针对单领航者相对位置测量的多AUV协同导航系统,利用扩展卡尔曼滤波方法建立了导航系统的整体定位误差关于相对位置量测误差的传递方程.在此基础上,通过求解系统定位误差随时间演化的代数黎卡提方程,得到了其在稳态情形下的方差上界估计.理论分析表明,单领航AUV协同导航系统的整体定位误差有界收敛且与初始化滤波方差无关,具有良好的综合性能.最后,仿真实例验证了文中理论分析结果的正确性.

洋流影响下基于单领航者的多AUV协同导航

自主水下航行器(AUV)的协同导航是海洋工程研究中的重要问题,洋流估计是其中的主要难点之一。该文基于"未知定常"的洋流特性假设,结合单通信和导航辅助AUV(CNA)领航的协同定位原理,建立了洋流干扰下多AUV协同导航的定位转移损失函数。利用损失函数极小化方法给出了协同导航的定位最优估计准则,借助该准则得到了洋流误差估计和协同导航算法,实现了对AUV较为实时精确的定位。仿真结果表明,该算法能够较好地解决定常洋流作用下的多AUV协同导航问题,且定位精度较高,实时性好。研究成果有望为多AUV系统总体设计、导航路径规划及跟踪等方面提供理论基础和研究手段。