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公开(公告)号：CN115031725A
公开(公告)日：2022-09-09
申请号：CN202210280446.9
申请日：2022-03-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种DVL多波束标定方法，包括：建立DVL波束量测结构模型，对模型进行四元数表示，选取状态量和量测信息，建立基于四元数表示的状态预测方程、量测预测方程和非线性量测方程的雅克比矩阵；使用EKF对四波束进行标定，将状态预测方程、量测预测方程和非线性量测方程的雅克比矩阵代入卡尔曼滤波器中得到安装偏差角四元数及结构角误差估计值；重置卡尔曼滤波器中状态量及状态先验协方差矩阵，状态量作为下一次滤波的状态初值，获得载体速度信息的迭代更新公式，重复迭代循环次数n，获得安装偏差角四元数及结构角误差估计值。本发明提高了标定精度，在迭代后具有更稳定的误差均值及标准差。
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公开(公告)号：CN115752512A
公开(公告)日：2023-03-07
申请号：CN202211465275.3
申请日：2022-11-22
Applicant: 哈尔滨工程大学 , 哈尔滨哈船智聚创新科技发展有限公司
Abstract: 本申请公开了一种惯性基组合导航三轴不重合角标定方法及系统，其中方法包括以下步骤：构建超短基线系统的定位函数模型；基于所述定位函数模型，构建三轴不重合角姿态矩阵函数模型；基于所述超短基线系统定位模型和所述三轴不重合角姿态矩阵模型，构建BFGS标定算法目标函数模型；基于所述BFGS标定算法目标函数模型，对组合导航系统三轴不重合角进行标定。本申请的BFGS标定算法不需要对姿态矩阵进行近似，而是通过对代价函数应用BFGS算法求取最小值对应的三轴不重合角，此方法可以从误差角度提高标定的精度，特别是当安装偏差角较大时更加有效。
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公开(公告)号：CN113819906A
公开(公告)日：2021-12-21
申请号：CN202111115235.1
申请日：2021-09-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于非理想条件下的组合导航技术领域，具体涉及一种基于统计相似度量的组合导航鲁棒滤波方法。本发明考虑SINS/DVL紧组合系统中正常的DVL波束测量信息和大误差的波束测量信息同时出现的情形，针对目前现有的组合导航系统鲁棒滤波器对量测信息处理粗糙，导致正常量测信息易丢失的问题，基于多维量测方程分解和统计相似度量提出了新的鲁棒滤波方法。本发明在将SINS/DVL紧组合导航系统的多维量测方程进行分解的同时，引入统计相似度量(SSM)理论，协助每个波束的测量噪声方差在大测量误差出现时完成各自的自适应更新，最终保证每个波束测量信息处理的独立性。本发明可用于非理想条件下的水下航行器组合导航领域。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN119043307A
公开(公告)日：2024-11-29
申请号：CN202411166230.5
申请日：2024-08-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于组合导航技术领域，具体涉及一种基于法向量的全球SINS/DVL/PS组合导航方法，本发明的目的通过如下技术方法来实现，包括以下步骤：提出基于虚拟圆球法向量的位置表示方法；推导基于法向量的捷联式惯性导航机械编排；建立SINS/DVL/PS组合导航系统的状态空间模型；应用虚拟极区技术将中低纬度数据转换到高纬度；利用仿真试验和湖面试验对所提算法的有效性和优越性进行验证，本发明采用无奇异的法向量来表示运载体的水平位置，基于此设计的SINS/DVL/PS组合导航系统能够在单一机械编排的条件下实现全球范围内的组合导航，与现有的全球组合导航方案相比无需对导航坐标系进行切换，且具有更高的导航精度。
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公开(公告)号：CN115031725B
公开(公告)日：2024-10-15
申请号：CN202210280446.9
申请日：2022-03-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种DVL多波束标定方法，包括：建立DVL波束量测结构模型，对模型进行四元数表示，选取状态量和量测信息，建立基于四元数表示的状态预测方程、量测预测方程和非线性量测方程的雅克比矩阵；使用EKF对四波束进行标定，将状态预测方程、量测预测方程和非线性量测方程的雅克比矩阵代入卡尔曼滤波器中得到安装偏差角四元数及结构角误差估计值；重置卡尔曼滤波器中状态量及状态先验协方差矩阵，状态量作为下一次滤波的状态初值，获得载体速度信息的迭代更新公式，重复迭代循环次数n，获得安装偏差角四元数及结构角误差估计值。本发明提高了标定精度，在迭代后具有更稳定的误差均值及标准差。
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公开(公告)号：CN113819906B
公开(公告)日：2023-07-21
申请号：CN202111115235.1
申请日：2021-09-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于非理想条件下的组合导航技术领域，具体涉及一种基于统计相似度量的组合导航鲁棒滤波方法。本发明考虑SINS/DVL紧组合系统中正常的DVL波束测量信息和大误差的波束测量信息同时出现的情形，针对目前现有的组合导航系统鲁棒滤波器对量测信息处理粗糙，导致正常量测信息易丢失的问题，基于多维量测方程分解和统计相似度量提出了新的鲁棒滤波方法。本发明在将SINS/DVL紧组合导航系统的多维量测方程进行分解的同时，引入统计相似度量(SSM)理论，协助每个波束的测量噪声方差在大测量误差出现时完成各自的自适应更新，最终保证每个波束测量信息处理的独立性。本发明可用于非理想条件下的水下航行器组合导航领域。
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公开(公告)号：CN112525218B
公开(公告)日：2023-01-03
申请号：CN202011318583.4
申请日：2020-11-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种INS/DVL组合导航系统鲁棒智能协同校准方法，步骤一：建立包括状态方程和量测方程在内的传统INS/DVL系统模型；步骤二：采用基于声测距的交替校正算法对海洋无人运动平台进行校正；步骤三：利用基于统计相似度度量的鲁棒卡尔曼滤波器滤除输出异常值。本发明涉及的基于水声测距的交替校正算法不需要参考站点或者母船的支持，不仅扩大了海洋无人运动平台的工作范围，而且进一步提高了其定位精度；本发明鲁棒滤波器计算量小于现有的鲁棒滤波器，在高采样频率的导航应用中更具优势，而且对于异常值造成的非高斯场景其鲁棒性强于现有的鲁棒滤波器，本发明定位精度优于传统的INS/DVL组合导航系统。
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公开(公告)号：CN112525218A
公开(公告)日：2021-03-19
申请号：CN202011318583.4
申请日：2020-11-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种INS/DVL组合导航系统鲁棒智能协同校准方法，步骤一：建立包括状态方程和量测方程在内的传统INS/DVL系统模型；步骤二：采用基于声测距的交替校正算法对海洋无人运动平台进行校正；步骤三：利用基于统计相似度度量的鲁棒卡尔曼滤波器滤除输出异常值。本发明涉及的基于水声测距的交替校正算法不需要参考站点或者母船的支持，不仅扩大了海洋无人运动平台的工作范围，而且进一步提高了其定位精度；本发明鲁棒滤波器计算量小于现有的鲁棒滤波器，在高采样频率的导航应用中更具优势，而且对于异常值造成的非高斯场景其鲁棒性强于现有的鲁棒滤波器，本发明定位精度优于传统的INS/DVL组合导航系统。
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