CN113432601B - 一种用于水下直升机的定位巡航系统及其工作方法 - Google Patents

一种用于水下直升机的定位巡航系统及其工作方法 Download PDF

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Abstract

一种用于水下直升机的定位巡航系统及其工作方法，包括安装在水下直升机上的捷联惯性导航系统、多普勒计程仪测速系统、逆超短基线定位系统和滤波系统；捷联惯性导航系统用于获取水下直升机的三维速度、位置和姿态信息；多普勒计程仪测速系统用于测量水下直升机的绝对速度；逆超短基线定位系统用于进行定位导航，包括复杂宽带编码的多普勒补偿模块、多源伺服时间同步免询问定位模块、多传感器信息融合免校准定位模块和多用户兼容水下自组网定位模块；滤波系统用于对捷联惯性导航系统、多普勒计程仪测速系统、逆超短基线定位系统输出的信号进行处理，提高导航精度。利用本发明，可以提高水下直升机水下自主定位导航的精度。

Description

一种用于水下直升机的定位巡航系统及其工作方法
技术领域
本发明属于下装备控制领域，尤其是涉及一种用于水下直升机的定位巡航系统及其工作方法。
背景技术
海底移动观测、海底资源勘探、敏感海底区域巡航与探测、海底管线监测与维护、海底救援与打捞、海底考古等工作，对潜水器的机动性能和工作模式提出了很高的要求，往往需要与陆上“直升机”特点类似的潜水器。“水下直升机”的提出有助于提高潜水器的机动性能、增加海底至海底的工作模式，更高质高效地开展海底作业应用。
水下直升机是一种机动性强，具有海底至海底工作模式的新型潜水器。其总体设计是对水下直升机整体硬件结构布局进行规划和设计，完成各模块协调装配工作。主要包括完成圆碟形水动力外形和结构布置的设计，推进器与浮力重心调节装置的设计与布局，光声通信模块、水声导航模块、无线充电模块等功能模块的布局与权衡设计。如公开号为CN205998108U的中国专利文献公开了一种水下直升机，采用圆碟形的水动力外形，控制水平向上的推进器旋转来实现水下直升机下潜或上浮，控制水平朝向的推进器正反转来实现水下直升机的前进后退，控制水平向上的推进器以一定的转速抵消水下直升机的水中质量来实现水下直升机的悬停。
公开号为CN108490396A的中国专利文献公开了一种基于水声信号卡尔曼滤波的超短基线定位方法。现有的逆超短基线基本上还是简单延续传统超短基线技术，在此基础上做了一定程度的低功耗、小型化改进以适应UUV上使用，但是从实际使用效果看，远未达到预期，尚无法满足日益迫切的UUV水下自主定位导航需求。
发明内容
本发明提供了一种用于水下直升机的定位巡航系统及其工作方法，可以提高水下直升机水下自主定位导航的精度。
一种用于水下直升机的定位巡航系统，包括安装在水下直升机上的捷联惯性导航系统、多普勒计程仪测速系统、逆超短基线定位系统和滤波系统；
所述的捷联惯性导航系统用于获取水下直升机的三维速度、位置和姿态信息；所述的多普勒计程仪测速系统用于测量水下直升机的绝对速度；
所述的逆超短基线定位系统用于进行定位导航，包括复杂宽带编码的多普勒补偿模块、多源伺服时间同步免询问定位模块、多传感器信息融合免校准定位模块和多用户兼容水下自组网定位模块；
所述复杂宽带编码的多普勒补偿模块用于对宽带编码信号的时域波形进行精确跟踪、精细补偿、匹配滤波处理得到理想的相关性，改善水下测距精度；所述的多源伺服时间同步免询问定位模块通过卫星授时、微型原子钟、恒温晶振的协同融合实现水下高精度时间同步；所述的多传感器信息融合免校准定位模块用于融合声学与惯导信息，提高逆超短基线的适用性；所述的多用户兼容水下自组网定位模块用于兼容多个水下直升机或应答器；
所述的滤波系统用于对捷联惯性导航系统、多普勒计程仪测速系统、逆超短基线定位系统输出的信号进行处理，提高导航精度。
进一步地，所述的捷联惯性导航系统包括惯性测量模块、磁强计和计算机解算模块；其中，所述的惯性测量模块通过陀螺仪和加速度计测量出水下直升机相对于海底空间的角速度和加速度；所述的磁强计用于测量地磁场的大小和方向；所述的计算机解算模块用于计算惯性测量模块与磁强计测量的结果，得到水下直升机的三维速度、位置和姿态信息。
进一步地，所述的多普勒计程仪测速系统通过安装在水下直升机的超声换能器向海底发射超声波，根据多普勒效应原理测量水下直升机的绝对速度。
进一步地，所述的滤波系统包括卡尔曼滤波模块和自适应滤波模块；其中，所述的卡尔曼滤波模块利用线性系统状态方程，对捷联惯性导航系统和多普勒计程仪测速系统的测量结果进行最优估计；所述的自适应滤波模块将多个水下直升机的定位信号进行滤波处理，使输出的定位结果误差变小，提高导航精度。
进一步地，所述逆超短基线定位系统在进行定位导航时，逆超短基线定位系统的多元阵列在接收信号后，使用基于希尔伯特相位检测的dCv算法实现多径信号混叠情况下的目标DOA估计，具体包括：
直达信号混叠多径信号后导致相位突变，对用于定位的多元阵列接收到的多通道信号进行相位检测，计算出每个阵元接收到的信号相对于参考信号的相位差，再根据得到的阵元之间的相位差计算目标回波信号的方向角，从而实现DOA估计。
实现多径信号混叠情况下的目标DOA估计的计算过程如下：
(1)假设接收信号为x1，参考信号为x2，
x1＝Asin(2πft+θ1(t))
x2＝Asin(2πft+θ2(t))
式中，f为频率，θ1(t)为信号x1的相位，θ2(t)为信号x2的相位；
(2)对x1，x2分别做希尔伯特变换得到y1，y2；
(3)令待测信号x1乘以信号y2得到z1，令待测信号x2乘以信号y1得到z2；
z1＝x1*y2＝-Asin(2πft+θ1(t))*Acos(2πft+θ2(t))
z2＝x2*y1＝-Asin(2πft+θ2(t))*Acos(2πft+θ1(t))
z＝z1-z2＝A2sin(θ2(t)-θ1(t))
其中，θ2(t)-θ1(t)为待测信号的相位差；
(4)将x1和x2、y1和y2两两相乘，得到
r1＝x1*x2＝Asin(2πft+θ1(t))*Asin(2πft+θ2(t))
r2＝y1*y2＝-Acos(2πft+θ1(t))*Acos(2πft+θ2(t))
r＝r1+r2＝A2cos(θ2(t)-θ1(t))
(5)将步骤(3)和(4)中的公式相除并化简，即可得到相位差
Figure BDA0003116572860000041
Figure BDA0003116572860000042
(6)由此得到各个阵元接收信号的相位差，根据相位差进行波束形成定位，即可得到目标信号的方向。
本发明还提供了上述定位巡航系统的工作方法，包括：
多普勒计程仪测速系统将测量的水下直升机的绝对速度；
将多普勒计程仪测速系统的输出与捷联惯性导航系统输出的速度信息做差，作为卡尔曼滤波器的输入；
逆超短基线定位系统利用声波在水中传播的时间计算安装在水下直升机的换能器与海底基站的应答器之间的距离；
将逆超短基线定位系统获得的相对位置和卡尔曼滤波器输出的位置信息作为自适应滤波器的输入，实现了水下直升机精确的定位巡航。
优选地，先将测量得到水下直升机的绝对速度通过姿态矩阵转换到导航系统下，再与捷联惯性导航系统输出的速度信息做差。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明使用多传感器信息融合免校准定位模块实现免校准，采用多源伺服时间同步免询问定位模块以改善定位的实时性，可实现水下免校准、实时定位导航，可降低能耗约50％，增加水下作业时间，降低海上作业成本；同时，通过完善逆超短基线定位导航算法提升水下直升机的高精度定位导航能力。
附图说明
图1为本发明一种用于水下直升机的定位巡航系统的整体结构图；
图2为本发明实施例中宽带编码信号及其模糊度函数图；
图3为本发明实施例中自适应滤波器的多用户串行干扰抵消原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
如图1所示，一种用于水下直升机的定位巡航系统，包括捷联惯性导航系统1、多普勒计程仪测速系统2、逆超短基线定位系统3和滤波系统4。
捷联惯性导航系统1由三个模块组成：惯性测量模块11、磁强计12和计算机解算模块13。惯性测量模块11，通过陀螺仪和加速度计测量出水下直升机相对于海底空间的角速度和加速度等运动参数；磁强计12用于测量地磁场的大小和方向；计算机解算模块13用来解算惯性测量模块11与磁强计12测量的结果，得到水下直升机的三维速度、位置和姿态信息。模块之间协同合作，完成定位导航任务。
多普勒计程仪测速系统2利用安装在水下直升机的超声换能器向海底发射超声波，根据多普勒效应原理测量水下直升机的绝对速度。
逆超短基线定位系统3由四个模块组成：复杂宽带编码的多普勒补偿模块31、多源伺服时间同步免询问定位模块32、多传感器信息融合免校准定位模块33和多用户兼容水下自组网定位模块34。
如图2所示，复杂宽带编码的多普勒模块31可以对改善时延估计精度的宽带编码信号的时域波形进行精确跟踪、精细补偿、匹配滤波处理得到理想的相关性，改善水下测距精度。多源伺服时间同步免询问定位模块32通过卫星授时、微型原子钟、恒温晶振等多个时钟源协同融合实现水下高精度时间同步。多传感器信息融合免校准定位模块33利用免校准技术融合了声学与惯导等信息，提高了逆超短基线的适用性。多用户兼容水下自组网定位模块34利用水下自组网定位导航技术兼容多个水下直升机或应答器，提升了多个水下直升机的协同力。
滤波系统4包括卡尔曼滤波模块41和自适应滤波模块42。卡尔曼滤波模块41的卡尔曼滤波器利用线性系统状态方程，对捷联惯性导航系统1和多普勒计程仪测速系统2的测量结果进行最优估计，进一步提高了导航系统的精度；如图3所示，自适应滤波模块42中的自适应滤波器将多个水下直升机的定位信号进行滤波处理，使输出的定位结果误差进一步变小，提高了导航系统的精度。
逆超短基线定位系统3进行定位导航时，由于浅水中会有严重的多径反射，阵列各阵元接收到的信号会混叠多径信号，如果采用的圆阵尺寸较小，还会存在阵元之间相互遮挡和信号反射等问题。本发明采用一种基于希尔伯特相位检测的dCv算法可以有效解决上述问题，实现多径信号混叠情况下的目标DOA估计。
进一步的，所述一种基于希尔伯特相位检测的dCv算法原理如下：
直达信号混叠多径信号后会导致相位突变，对用于定位的多元阵接收到的多通道信号进行相位检测，计算出每个阵元接收到的信号相对于参考信号的相位差，再根据得到的阵元之间的相位差计算目标回波信号的方向角，从而实现DOA估计。
(1)假设接收信号为x1，参考信号为x2，
x1＝Asin(2πft+θ1(t))
x2＝Asin(2πft+θ2(t))
(2)对x1，x2分别做希尔伯特变换得到y1，y2；
(3)令待测信号x1乘以信号y2得到z1，令待测信号x2乘以信号y1得到z2；
z1＝x1*y2＝-Asin(2πft+θ1(t))*Acos(2πft+θ2(t))
z2＝x2*y1＝-Asin(2πft+θ2(t))*Acos(2πft+θ1(t))
z＝z1-z2＝A2sin(θ2(t)-θ1(t))
其中，θ2(t)-θ1(t)为待测信号的相位差；
(4)将x1和x2、y1和y2两两相乘，得到
r1＝x1*x2＝Asin(2πft+θ1(t))*Asin(2πft+θ2(t))
r2＝y1*y2＝-Acos(2πft+θ1(t))*Acos(2πft+θ2(t))
r＝r1+r2＝A2cos(θ2(t)-θ1(t))
(5)将步骤(3)和(4)中的公式相除并化简，即可得到相位差
Figure BDA0003116572860000071
Figure BDA0003116572860000072
(6)由此得到各个阵元接收信号的相位差，根据相位差进行波束形成定位，即可得到目标信号的方向。
本发明的定位巡航系统的工作方式如下：
S01，多普勒计程仪测量系统将测量的载体速度通过姿态矩阵转换到导航系统下。
S02，将步骤S01的输出与捷联惯性导航系统输出的速度信息做差作为卡尔曼滤波器的输入。
S03，逆超短基线定位系统利用声波在水中传播的时间计算安装在水下直升机的换能器与海底基站的应答器之间的距离。
S04，将逆超短基线定位系统获得的相对位置和卡尔曼滤波器输出的位置信息作为自适应滤波器的输入，实现了水下直升机精确的定位巡航。
以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于水下直升机的定位巡航系统，其特征在于，包括安装在水下直升机上的捷联惯性导航系统、多普勒计程仪测速系统、逆超短基线定位系统和滤波系统；
所述的捷联惯性导航系统用于获取水下直升机的三维速度、位置和姿态信息；所述的多普勒计程仪测速系统用于测量水下直升机的绝对速度；所述的捷联惯性导航系统包括惯性测量模块、磁强计和计算机解算模块；其中，所述的惯性测量模块通过陀螺仪和加速度计测量出水下直升机相对于海底空间的角速度和加速度；所述的磁强计用于测量地磁场的大小和方向；所述的计算机解算模块用于计算惯性测量模块与磁强计测量的结果，得到水下直升机的三维速度、位置和姿态信息；
所述的逆超短基线定位系统用于进行定位导航，包括复杂宽带编码的多普勒补偿模块、多源伺服时间同步免询问定位模块、多传感器信息融合免校准定位模块和多用户兼容水下自组网定位模块；所述逆超短基线定位系统在进行定位导航时，逆超短基线定位系统的多元阵列在接收信号后，使用基于希尔伯特相位检测的dCv算法实现多径信号混叠情况下的目标DOA估计，具体包括：直达信号混叠多径信号后导致相位突变，对用于定位的多元阵列接收到的多通道信号进行相位检测，计算出每个阵元接收到的信号相对于参考信号的相位差，再根据得到的阵元之间的相位差计算目标回波信号的方向角，从而实现DOA估计；实现多径信号混叠情况下的目标DOA估计的计算过程如下：
(1)假设接收信号为x1，参考信号为x2，
x1＝Asin(2πft+θ1(t))
x2＝Asin(2πft+θ2(t))
式中，f为频率，θ1(t)为信号x1的相位，θ2(t)为信号x2的相位；
(2)对x1，x2分别做希尔伯特变换得到y1，y2；
(3)令待测信号x1乘以信号y2得到z1，令待测信号x2乘以信号y1得到z2；
z1＝x1*y2＝-Asin(2πft+θ1(t))*Acos(2πft+θ2(t))
z2＝x2*y1＝-Asin(2πft+θ2(t))*Acos(2πft+θ1(t))
z＝z1-z2＝A2sin(θ2(t)-θ1(t))
其中，θ2(t)-θ1(t)为待测信号的相位差；
(4)将x1和x2、y1和y2两两相乘，得到
r1＝x1*x2＝Asin(2πft+θ1(t))*Asin(2πft+θ2(t))
r2＝y1*y2＝-Acos(2πft+θ1(t))*Acos(2πft+θ2(t))
r＝r1+r2＝A2cos(θ2(t)-θ1(t))
(5)将步骤(3)和(4)中的公式相除并化简，即可得到相位差
Figure FDA0003854837970000021
Figure FDA0003854837970000022
(6)由此得到各个阵元接收信号的相位差，根据相位差进行波束形成定位，即可得到目标信号的方向；
所述复杂宽带编码的多普勒补偿模块用于对宽带编码信号的时域波形进行精确跟踪、精细补偿、匹配滤波处理得到理想的相关性，改善水下测距精度；所述的多源伺服时间同步免询问定位模块通过卫星授时、微型原子钟、恒温晶振的协同融合实现水下高精度时间同步；所述的多传感器信息融合免校准定位模块用于融合声学与惯导信息，提高逆超短基线的适用性；所述的多用户兼容水下自组网定位模块用于兼容多个水下直升机或应答器；
所述的滤波系统用于对捷联惯性导航系统、多普勒计程仪测速系统、逆超短基线定位系统输出的信号进行处理，提高导航精度。
2.根据权利要求1所述的用于水下直升机的定位巡航系统，其特征在于，所述的多普勒计程仪测速系统通过安装在水下直升机的超声换能器向海底发射超声波，根据多普勒效应原理测量水下直升机的绝对速度。
3.根据权利要求1所述的用于水下直升机的定位巡航系统，其特征在于，所述的滤波系统包括卡尔曼滤波模块和自适应滤波模块；其中，所述的卡尔曼滤波模块利用线性系统状态方程，对捷联惯性导航系统和多普勒计程仪测速系统的测量结果进行最优估计；所述的自适应滤波模块将多个水下直升机的定位信号进行滤波处理，使输出的定位结果误差变小，提高导航精度。
4.根据权利要求1～3任一所述的定位巡航系统的工作方法，其特征在于，包括：
多普勒计程仪测速系统将测量的水下直升机的绝对速度；
将多普勒计程仪测速系统的输出与捷联惯性导航系统输出的速度信息做差，作为卡尔曼滤波器的输入；
逆超短基线定位系统利用声波在水中传播的时间计算安装在水下直升机的换能器与海底基站的应答器之间的距离；
将逆超短基线定位系统获得的相对位置和卡尔曼滤波器输出的位置信息作为自适应滤波器的输入，实现了水下直升机精确的定位巡航。
5.根据权利要求4所述的定位巡航系统的工作方法，其特征在于，先将测量得到水下直升机的绝对速度通过姿态矩阵转换到导航系统下，再与捷联惯性导航系统输出的速度信息做差。
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CN115034089A (zh) * 2022-07-11 2022-09-09 电子科技大学 一种用于多普勒传感器的定位校准方法
CN116026324B (zh) * 2023-02-10 2023-06-20 北京大学 用于水-空跨介质航行器的跨域导航系统和方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107505597A (zh) * 2017-08-03 2017-12-22 浙江大学 一种基于深度信息的超短基线定位系统及方法
CN110006433A (zh) * 2019-04-22 2019-07-12 哈尔滨工程大学 海底油气管检测机器人的组合导航定位系统及方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090287414A1 (en) * 2007-05-14 2009-11-19 Zupt, Llc System and process for the precise positioning of subsea units
US10114126B2 (en) * 2015-04-30 2018-10-30 Raytheon Company Sensor installation monitoring
KR101755307B1 (ko) * 2016-05-11 2017-07-10 한국해양과학기술원 수중 이동체의 위치 측정 오차 보정 방법
JP6770737B2 (ja) * 2016-09-16 2020-10-21 国立研究開発法人海洋研究開発機構 音波通信方法及び音波通信システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107505597A (zh) * 2017-08-03 2017-12-22 浙江大学 一种基于深度信息的超短基线定位系统及方法
CN110006433A (zh) * 2019-04-22 2019-07-12 哈尔滨工程大学 海底油气管检测机器人的组合导航定位系统及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
多UUV动态自定位系统软硬件设计与实现;赖学琼;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅱ辑》;20190115(第12期);第C036-55页 *

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