顾及水声误差的UUVs协同定位构型设计及分析

P228; 由于水介质的特殊性及水下的弱通信条件,水下无人航行器编队构型的优劣直接影响着协同定位的精度.针对传统UUVs构型设计方法未考虑水声声线弯曲和声速变化误差,且忽略了 UUV之间距离变化引起的入射角差异的问题,本文提出了顾及水声误差的UUVs协同定位模型,通过引入平面位置精度衰减因子的概念分析UUVs最优编队构型.选取了位于日本南海海槽的实测数据作为水下真实声速场,分析了 5种UUVs编队构型在不同深度下的协同定位精度,指出了 UUVs水平距离和水深的比值与协同定位结果的关系.试验结果表明,传统方法在UUVs分离角为90°时达到最优构型,考虑到水声测距误差后,UUVs分离角在25°～3...

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Published in测绘学报 Vol. 52; no. 8; pp. 1268 - 1277
Main Authors 杜祯强, 柴洪洲, 向民志, 章繁, 惠俊
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 自然资源部海洋测绘重点实验室,山东青岛266590%信息工程大学地理空间信息学院,河南郑州450001 01.12.2023
信息工程大学地理空间信息学院,河南郑州450001
Subjects
acoustic ranging error
构型设计
cooperative localization
协同定位
UUV
HDOP值
声学测距误差
HDOP
configuration design
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ISSN1001-1595
DOI10.11947/j.AGCS.2023.20210597

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Summary:P228; 由于水介质的特殊性及水下的弱通信条件,水下无人航行器编队构型的优劣直接影响着协同定位的精度.针对传统UUVs构型设计方法未考虑水声声线弯曲和声速变化误差,且忽略了 UUV之间距离变化引起的入射角差异的问题,本文提出了顾及水声误差的UUVs协同定位模型,通过引入平面位置精度衰减因子的概念分析UUVs最优编队构型.选取了位于日本南海海槽的实测数据作为水下真实声速场,分析了 5种UUVs编队构型在不同深度下的协同定位精度,指出了 UUVs水平距离和水深的比值与协同定位结果的关系.试验结果表明,传统方法在UUVs分离角为90°时达到最优构型,考虑到水声测距误差后,UUVs分离角在25°～30°达到最优.UUVs水平距离与水深的比值越大时,协同定位精度越高.考虑到波束入射角的限制,推荐在1.5～2.0倍比值,即55°～63°的波束入射角为最优构型.较之传统构型设计方法,顾及水声误差的编队构型使得UUVs协同定位精度平均提升24.3％.
ISSN:1001-1595
DOI:10.11947/j.AGCS.2023.20210597