骤四，直至布设完所有的水下位置基准为止。
[0024] 本发明水下载体在水中行进的过程中不断用已精确标定过的水下位置基准，通过 超短基线水声定位系统对其自身的惯导系统进行标校，同时布设新的位置基准，实现了水 下载体同时行进，同时进行位置基准布设，并有效保证定位精度。
[0025] 实例：
[0026] 本实例中设惯性坐标系与载体坐标系重合，超短基线基阵坐标系与惯导坐标系不 存在失调角度，只存在线性偏移；根据水下载体结构图和超短基线基阵安装位置可计算得 出所述线性偏移量；根据惯性坐标系到导航坐标系的方向余弦矩阵和所述线性偏移量，计 算出超短基线基阵坐标系与导航坐标系之间的转换关系。具体如下：
[0027] 水下载体装备有惯性导航系统，其初始位置在导航坐标系中的坐标精确已知，惯 性坐标系坐标与载体坐标系完全重合，惯性坐标系到导航坐标系的方向余弦矩阵为
[0028]
[0029] 其中，ωχ、〇^及ω 2分别表示载体相对导航系在北、东、地三个方向的摇摆角度参 数。
[0030] 设超短基线基阵坐标系与惯性坐标系不存在失调角度，只有线性偏移
3水下运载体在行进过程中即可释放并布设新的水下位置基准，利用惯性导 航系统输出的位置信息，通过超短基线定位系统对水下位置基准进行精确定位，得到水下 位置基准在导航坐标系中的精确位置坐标。
[0031] 设第m个水下位置基准在超短基线基阵坐标系中的位置信息为
，惯性 坐标系在布设第m个水下位置基准时在导航坐标系中的精确位置信息为
，则可 以得到水下运载体在行进过程中布设的第m个水下位置基准在导航坐标系中的精确位置 信息应为：
[0032] 完成第m个水下位置基准的布设以后，水下运载体继续保持行进状态，在保证超 短基线定位系统定位精度的距离范围内，进行对m+1个水下位置基准的布设；这时由于已 经对第m个水下位置基准在导航坐标系中的位置进行了精确标定，其位置精确已知，可再 次利用超短基线定位系统与第m个水下位置基准进行问答，测得相应位置信息，通过计算 得出载体在导航坐标系中的精确位置，对惯导系统进行标校，来保证布设第m+1个水下位 置基准的精度。则在将要布设第m+1个水下位置基准时刻载体在导航坐标系中由第m个水 下位置基准测量达到的位置信息为：
[0033]
。根据此位置信息即可对载体惯性导航系统进行标校，保证了水下运载体 在水下连续行进过程中具有很高的导航精度，同时保障了后续水下位置基准布设的精确 度。
[0034] 本发明提供的方法在布设水下位置基准的过程中，可保证水下载体行进过程中连 续具有高精度的导航位置信息，克服了传统水下位置基准布设过程中精度不够以及实施过 程繁琐的问题，实现了水下载体对水下位置基准的准确布设，同时又可对自身惯性导航系 统不断进行标校，具有较高的工程应用价值。
[0035] 综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
【主权项】
1. 一种水下位置基准布设的方法，其特征在于，具体过程为： 步骤一，在水下载体运行的初始位置，对水下载体上装载的惯性导航系统进行标定； 步骤二，待水下载体在水中行进设定时间或距离后，水下载体开始释放并布设水下位 置基准； 步骤三，根据惯性导航系统输出的准确位置信息，利用水下载体上装载的超短基线水 声定位系统，测得当前布设的水下位置基准在超短基线基阵坐标系中的位置信息；根据以 上两位置信息，利用超短基线基阵坐标系与导航坐标系之间的转换关系，对水下位置基准 在导航坐标系中的位置进行标定； 步骤四，水下载体继续在水中行进，利用当前布设的位置精确已知的位置基准与超短 基线水声定位系统进行水声通信，计算出水下载体的精确位置信息，利用所述位置信息对 惯性导航系统进行标定； 步骤五，水下载体投放并布设新的水下位置基准，然后重复步骤三和步骤四，直至布设 完所有的水下位置基准为止。2. 根据权利要求1所述水下位置基准布设的方法，其特征在于，设惯导坐标系与载体 坐标系重合，超短基线基阵坐标系与惯导坐标系不存在失调角度，只存在线性偏移；根据水 下载体结构图和超短基线基阵安装位置可计算得出所述线性偏移量；根据惯性坐标系到导 航坐标系的方向余弦矩阵和所述线性偏移量，计算出超短基线基阵坐标系与导航坐标系之 间的转换关系。
【专利摘要】本发明提供一种水下位置基准布设的方法，具体过程为：步骤一，对水下载体上装载的惯性导航系统进行标定；步骤二，水下载体开始释放并布设水下位置基准；步骤三，根据惯性导航系统输出的准确位置信息和水下位置基准在超短基线基阵坐标系中的位置信息，利用超短基线基阵坐标系与导航坐标系之间的转换关系，对水下位置基准在导航坐标系中的位置进行标定；步骤四，水下载体继续在水中行进，利用当前布设的位置精确已知的位置基准与超短基线水声定位系统进行水声通信，计算出水下载体的精确位置信息，利用所述位置信息对惯性导航系统进行标定；步骤五，水下载体投放并布设新的水下位置基准。本发明可实现同时布设新的位置基准和水下载体的行进。
【IPC分类】G01C21/16
【公开号】CN105157701
【申请号】CN201510552245
【发明人】汪湛清, 胡小毛, 王彬, 王彦国, 赵亮, 张延顺
【申请人】北京理工大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月1日