仪器仪表学报

作者：李 倩，黄鸿殿，徐贵鹏，奔粤阳

单位：李 倩,1.哈尔滨工程大学智能科学与工程学院,,黄鸿殿,1.哈尔滨工程大学智能科学与工程学院,,徐贵鹏,1.哈尔滨工程大学智能科学与工程学院,,奔粤阳,1.哈尔滨工程大学智能科学与工程学院,

关键词：自主水下航行器;协同导航;定位性能;编队构型

基金：黑龙江省自然科学基金（YQ2021E011）、国家自然科学基金（51979047）项目资助

针对三领航铤自主水下航行器（AUV）协同导航系统，在不简化距离量测方程的前提下推导系统定位性能评价函数，在此基础上分析系统定位性能与编队构型、集群航速以及艇间距离之间的耦合关系。同时，通过理论分析证明在一定条件下该系统定位性能评价函数可以退化为最简形式，且该最简定位性能评价函数与误差椭圆法、Fisher信息矩阵法相关结果在表达形式上具有一致性。进一步，通过推导AUV位置估计的克拉美-罗下界（CBLB）完善系统定位性能评价函数并定量分析艇间测距噪声对系统定位性能的影响。最后，基于系统定位性能评价函数分析构建三领航艇协同导航系统最优、次优与最差编队构型，并通过仿真实验证明分析结论与编队构型的有效性。仿真实验结果表明，当AUV集群以最优、次优编队构型航行时，降低集群速度可以在一定程度上提高系统定位性能，在本文设置实验条件下系统定位精度可以提高9.11%，但改变艇间距离对定位性能几乎没有影响；当AUV集群以最差编队构型航行时，降低集群速度与缩短艇间距离均可提高系统定位性能，若两者同时满足将大幅提高系统定位性能，在本文设置实验条件下系统定位精度分别提高63.17%、63.99%与81.50%。

来源：2023年第7期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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