CN206074000U - 一种基于重力辅助的水下潜器惯性导航系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于重力辅助的水下潜器惯性导航系统，包括：惯性导航装置、重力特征传感器，与所述惯性导航装置和所述重力特征传感器均连接的信息融合模块；所述一种基于重力辅助的水下潜器惯性导航系统分别通过所述惯性导航装置和所述重力特征传感器将测得的信息传送至所述信息融合模块，所述信息融合模块将获取的信息进行融合和修正输出正确的水下潜器导航信息，其中所述信息融合模块对获取的所述重力特征传感器信息进行惯性导航误差的修正，并将误差修正结果反馈至所述重力特征传感器。本实用新型设计的重力辅助水下潜器惯性导航系统，不仅保证水下潜器导航的无源性和抗干扰性，同时保证可以长时间导航，而且提高导航信息的精确度。

Description

一种基于重力辅助的水下潜器惯性导航系统

技术领域

本实用新型涉及定位导航技术领域，更具体的说是涉及一种基于重力辅助的水下潜器惯性导航系统。

背景技术

惯性导航系统是水下潜器的主要导航方式之一，具有不依赖外界信息、隐蔽性好、抗辐射性强、全天候等优点，是完全的自主导航。水下潜器的导航系统必须提供远距离及长时间位置、速度、姿态的信息，但是因为惯性传感器的精度限制，系统误差会随时间发散，因此必需借助于其他导航方式才能实现长时间导航，同时由于电磁波在水中衰减大，不能保证远距离传播，水下导航精度差，并且陆地上使用的一些组合导航方法如GPS/INS组合导航在水中也并不适用。

因此，如何提供一种可以提高水下潜器导航的精确度是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种基于重力辅助的水下潜器惯性导航系统，不仅可以提高水下潜器导航的精确度，而且脱离了GPS的限制，保证水下潜器导航的无源性和抗干扰性，可以长时间进行水下导航，具有重要的工程应用价值。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于重力辅助的水下潜器惯性导航系统，包括：惯性导航装置、重力特征传感器，与所述惯性导航装置和所述重力特征传感器均连接的信息融合模块；所述一种基于重力辅助的水下潜器惯性导航系统分别通过所述惯性导航装置和所述重力特征传感器将测得的信息传送至所述信息融合模块，所述信息融合融合模块将获取的信息进行融合和修正输出正确的水下潜器导航信息，其中所述信息融合模块对获取的所述重力特征传感器信息进行惯性导航误差的修正，并将误差修正结果反馈至所述重力特征传感器。

优选的，在上述一种基于重力辅助的水下潜器惯性导航系统中，所述惯性导航装置是由三轴加速度计、三轴陀螺仪、模数转换电路、信息处理模块构成的，其中所述三轴加速度计采集水下潜器的加速度信息经所述模数转换电路处理传送至所述信息处理模块；所述三轴陀螺仪采集水下潜器的角速度信息并传送至所述信息处理模块；所述信息处理模块根据接收到的加速度和角速度信息经解算后输出水下潜器的速度、位置和姿态信息，并传送至所述信息融合模块。

优选的，在上述一种基于重力辅助的水下潜器惯性导航系统中，所述重力特征传感器将测得的重力异常信息和重力梯度信息传送至所述信息融合模块，所述信息融合模块将接收的信息与重力场特征图进行匹配的方法修正惯性导航误差，并将误差修正结果反馈至所述重力特征传感器。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种基于重力辅助的水下潜器惯性导航系统，首先本实用新型脱离了传统GPS定位系统的限制，可以更为准确地进行水下潜器的导航，具有重要的工程应用价值；其次本实用新型采用导航领域应用非常广泛的惯性导航装置作为水下潜器导航的基础，在工作的时候不依赖外界的信息，也不向外辐射能量，因而不易受到外界的干扰和破坏，同时通过信息融合模块对重力特征传感器输出的信息进行惯性导航误差的修正，解决了惯性导航装置导航误差随着时间而逐渐增加的问题，从而提高了水下潜器的导航精度，具有广阔的市场发展空间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型的结构示意图。

图2附图为本实用新型的惯性导航装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种基于重力辅助的水下潜器惯性导航系统，不仅保证了水下潜器导航的无源性和抗干扰性，同时可以保证长时间进行导航，而且在脱离GPS导航的前提下，提高了水下潜器导航的精确度。

请参阅相关附图为本实用新型提供的一种基于重力辅助的水下潜器惯性导航系统，包括：惯性导航装置1、重力特征传感器2，与惯性导航装置1和重力特征传感器2均连接的信息融合模块3；一种基于重力辅助的水下潜器惯性导航系统分别通过惯性导航装置1和重力特征传感器2将测得的信息传送至信息融合模块3，信息融合模块3将获取的信息进行融合和修正输出正确的水下潜器导航信息，其中信息融合模块3对获取的重力特征传感器2信息进行惯性导航误差的修正，并将误差修正结果反馈至重力特征传感器2。

为了进一步优化上述技术方案，惯性导航装置1是由三轴加速度计、三轴陀螺仪、模数转换电路、信息处理模块构成的，其中三轴加速度计采集水下潜器的加速度信息经模数转换电路处理传送至信息处理模块；三轴陀螺仪采集水下潜器的角速度信息并传送至信息处理模块；信息处理模块根据接收到的加速度和角速度信息经解算后输出水下潜器的速度、位置和姿态信息，并传送至信息融合模块3。

为了进一步优化上述技术方案，重力特征传感器2将测得的重力异常信息和重力梯度信息传送至信息融合模块3，信息融合模块3将接收的信息与重力场特征图进行匹配的方法修正惯性导航误差，并将误差修正结果反馈至重力特征传感器2。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种基于重力辅助的水下潜器惯性导航系统，其特征在于，包括：惯性导航装置(1)、重力特征传感器(2)，与所述惯性导航装置(1)和所述重力特征传感器(2)均连接的信息融合模块(3)；所述一种基于重力辅助的水下潜器惯性导航系统分别通过所述惯性导航装置(1)和所述重力特征传感器(2)将测得的信息传送至所述信息融合模块(3)，所述信息融合模块(3)将获取的信息进行融合和修正输出正确的水下潜器导航信息，其中所述信息融合模块(3)对获取的所述重力特征传感器(2)信息进行惯性导航误差的修正，并将误差修正结果反馈至所述重力特征传感器(2)。

2.根据权利要求1所述的一种基于重力辅助的水下潜器惯性导航系统，其特征在于，所述惯性导航装置(1)是由三轴加速度计、三轴陀螺仪、模数转换电路、信息处理模块构成的，其中所述三轴加速度计采集水下潜器的加速度信息经所述模数转换电路处理传送至所述信息处理模块；所述三轴陀螺仪采集水下潜器的角速度信息并传送至所述信息处理模块；所述信息处理模块根据接收到的加速度和角速度信息经解算后输出水下潜器的速度、位置和姿态信息，并传送至所述信息融合模块(3)。

3.根据权利要求1所述的一种基于重力辅助的水下潜器惯性导航系统，其特征在于，所述重力特征传感器(2)将测得的重力异常信息和重力梯度信息传送至所述信息融合模块(3)，所述信息融合模块(3)将接收的信息与重力场特征图进行匹配的方法修正惯性导航误差，并将误差修正结果反馈至所述重力特征传感器(2)。