一種基于濾波方法和曲線擬合方法相結(jié)合的協(xié)同導(dǎo)航方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于應(yīng)用曲線擬合方法的協(xié)同導(dǎo)航領(lǐng)域，具體為一種基于濾波方法和曲線擬合方法相結(jié)合的協(xié)同導(dǎo)航方法。本發(fā)明包括：建立從艇運動的系統(tǒng)方程和量測方程；濾波估計從艇軌跡；擬合數(shù)據(jù)保存；選取擬合向量；曲線擬合；利用擬合曲線預(yù)測下一個4秒從艇的位置。當從艇的軌跡近似為直線或機動性較弱時，由于MEMS陀螺誤差較大且難以建立準確誤差模型，這種方法相比濾波估計能提高定位精度。由于采用從艇當前位置之前的5個數(shù)據(jù)點進行擬合，充分利用了從艇的慣性，避免了使用之前全部數(shù)據(jù)點進行擬合多項式階數(shù)高，難以準確估計從艇位置的缺點。
【專利說明】一種基于濾波方法和曲線擬合方法相結(jié)合的協(xié)同導(dǎo)航方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于應(yīng)用曲線擬合方法的協(xié)同導(dǎo)航領(lǐng)域，具體為一種基于濾波方法和曲線擬合方法相結(jié)合的協(xié)同導(dǎo)航方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著對海洋開發(fā)認識的加深，無人水面艇以其機動性強、成本低等優(yōu)勢成為研究熱點。多無人艇的協(xié)同導(dǎo)航是利用系統(tǒng)中其他艇的高精度導(dǎo)航信息，通過一定的信息交換，實現(xiàn)艇間導(dǎo)航資源的共享，裝備低精度導(dǎo)航設(shè)備的艇可以提高自身的導(dǎo)航精度。
[0003]當從艇上裝備的微機電系統(tǒng)(micro-electro-mechanical system, MEMS)陀螺誤差較大且難以準確建模時，可以利用曲線擬合結(jié)合濾波方法估計從艇的位置。所謂曲線擬合是指設(shè)法找出某條光滑的曲線，使它盡可能接近所有數(shù)據(jù)點。其思想是使它能反映這些離散數(shù)據(jù)的變化趨勢，使數(shù)據(jù)點的誤差平方和最小。也就是用已知一組測定的數(shù)據(jù)去求得自變量和因變量的一個近似解析表達式，使誤差的平方和最小，這就是常用的最小二乘法原理。由于人為或其他因素的干擾，主從艇的測距量測更新信息不能在每一個時刻都得到，因此在兩次量測更新之間可以用曲線擬合的方法減小累積推位誤差。此外，由于MEMS陀螺誤差較大導(dǎo)致推位誤差大從而影響濾波精度，所以采用曲線擬合和濾波組合的方法可以提高從艇直線航行時的定位精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種為在無人艇協(xié)同導(dǎo)航條件下，使用濾波與曲線擬合相結(jié)合的方法來估計從艇位置，從而提高定位精度的基于濾波方法和曲線擬合方法相結(jié)合的協(xié)同導(dǎo)航方法。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0006]( I)建立從艇運動的系統(tǒng)方程和量測方程
[0007]

卜η =? +^Vi 'SNf1-Δφ4)
I Λ-,-.=— Δφ/)

[Afill =Δφ4
[0008]xk、yk表示從艇在k時刻的位置，vk為從艇速度，t表示推位時間間隔，％表示MEMS
陀螺測得的航向，Δ%表示MEMS陀螺誤差，用估計值修正航向測量值的偏差:
[0009]Xk+1=f (Xk, uk, t) +Wk
[0010]線性化后得:
[0011]Xk+1=FkXk+Bkuk+wk
[0012]式中，
[0013]
【權(quán)利要求】
1.一種基于濾波方法和曲線擬合方法相結(jié)合的協(xié)同導(dǎo)航方法，其特征在于: (1)建立從艇運動的系統(tǒng)方程和量測方程
【文檔編號】G01C21/00GK104034328SQ201410216152
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】徐博, 金辰, 劉楊, 董海波, 邱立民, 賀浩, 高偉, 白金磊, 單為 申請人:哈爾濱工程大學(xué)