声速不确定条件下的运动水下航行器自定位

TN911.7; 传统利用水下声学定位系统的航行器自定位存在两方面问题,一方面没有考虑测量周期内航行器的运动,另一方面没有考虑水声声速的不确定.为解决上述问题,构建了航行器运动状态下的时间测量定位模型,并对声速不确定性进行建模.分别推导了基于加权最小二乘的运动航行器定位方法和基于最大似然估计的声速更新方法.利用所提模型和时间测量,不仅可以估计航行器位置,还可以更新声速.仿真结果验证了本文所提方法在各种参数设置下均优于现有方法,并且在时间测量噪声不大时可以达到克拉美罗下界(Cramer-Rao lower bound,CRLB),在时间误差不大时,声速更新结果显著提高....

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Published in系统工程与电子技术 Vol. 44; no. 9; pp. 2699 - 2706
Main Authors 贾天一, 高靖洁, 申晓红, 刘宏伟
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室,陕西西安710071 01.09.2022
西北工业大学航海学院,陕西西安710072%长安大学信息工程学院,陕西西安710064%西北工业大学航海学院,陕西西安710072%西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室,陕西西安710071
Subjects
水下航行器自定位
加权最小二乘
最大似然估计
声速估计
水声定位
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ISSN1001-506X
DOI10.12305/j.issn.1001-506X.2022.09.01

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Abstract TN911.7; 传统利用水下声学定位系统的航行器自定位存在两方面问题,一方面没有考虑测量周期内航行器的运动,另一方面没有考虑水声声速的不确定.为解决上述问题,构建了航行器运动状态下的时间测量定位模型,并对声速不确定性进行建模.分别推导了基于加权最小二乘的运动航行器定位方法和基于最大似然估计的声速更新方法.利用所提模型和时间测量,不仅可以估计航行器位置,还可以更新声速.仿真结果验证了本文所提方法在各种参数设置下均优于现有方法,并且在时间测量噪声不大时可以达到克拉美罗下界(Cramer-Rao lower bound,CRLB),在时间误差不大时,声速更新结果显著提高.
AbstractList TN911.7; 传统利用水下声学定位系统的航行器自定位存在两方面问题,一方面没有考虑测量周期内航行器的运动,另一方面没有考虑水声声速的不确定.为解决上述问题,构建了航行器运动状态下的时间测量定位模型,并对声速不确定性进行建模.分别推导了基于加权最小二乘的运动航行器定位方法和基于最大似然估计的声速更新方法.利用所提模型和时间测量,不仅可以估计航行器位置,还可以更新声速.仿真结果验证了本文所提方法在各种参数设置下均优于现有方法,并且在时间测量噪声不大时可以达到克拉美罗下界(Cramer-Rao lower bound,CRLB),在时间误差不大时,声速更新结果显著提高.
Author 贾天一
高靖洁
申晓红
刘宏伟
AuthorAffiliation 西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室,陕西西安710071;西北工业大学航海学院,陕西西安710072%长安大学信息工程学院,陕西西安710064%西北工业大学航海学院,陕西西安710072%西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室,陕西西安710071
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