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龍圖騰網(wǎng)獲悉天津清潤(rùn)博智能科技有限公司申請(qǐng)的專(zhuān)利一種水下平臺(tái)慣導(dǎo)校準(zhǔn)方法及裝置獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專(zhuān)利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專(zhuān)利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN120176732B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-12發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?專(zhuān)利號(hào)為：202510655216.X，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G01C25/00；該發(fā)明授權(quán)一種水下平臺(tái)慣導(dǎo)校準(zhǔn)方法及裝置是由郝文逸;孫瀚;羅業(yè)騰;曾悠兵;楊嘉鵬;吳陽(yáng)銳;胡俊設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2025-05-21向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專(zhuān)利申請(qǐng)。

本一種水下平臺(tái)慣導(dǎo)校準(zhǔn)方法及裝置在說(shuō)明書(shū)摘要公布了：本發(fā)明屬于導(dǎo)航定位技術(shù)領(lǐng)域，為了解決現(xiàn)有水下運(yùn)載平臺(tái)的慣導(dǎo)系統(tǒng)校準(zhǔn)誤差較大的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種水下平臺(tái)慣導(dǎo)校準(zhǔn)方法及裝置，該方法包括釋放多個(gè)浮標(biāo)，浮標(biāo)露出水面后，接收衛(wèi)星定位信號(hào)進(jìn)行定位；水下平臺(tái)通過(guò)艏部和艉部水聲換能器持續(xù)發(fā)送詢(xún)問(wèn)信號(hào)；浮標(biāo)接收到詢(xún)問(wèn)信號(hào)后，將衛(wèi)星定位信息和應(yīng)答信號(hào)發(fā)送回水下平臺(tái)；根據(jù)衛(wèi)星定位信息和水聲定位信息，計(jì)算得到艏部和艉部水聲換能器的坐標(biāo)；根據(jù)艏部和艉部水聲換能器的坐標(biāo)，獲得慣導(dǎo)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)和航向，以對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。本發(fā)明一方面使水下運(yùn)載平臺(tái)隱蔽性高，作業(yè)范圍自由，突破作業(yè)區(qū)域的限制；另一方面解決了水下GNSS技術(shù)誤差較大的問(wèn)題，提升了慣性導(dǎo)航校準(zhǔn)的精度。

本發(fā)明授權(quán)一種水下平臺(tái)慣導(dǎo)校準(zhǔn)方法及裝置在權(quán)利要求書(shū)中公布了：1.一種水下平臺(tái)慣導(dǎo)校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括： 釋放多個(gè)浮標(biāo)，浮標(biāo)露出水面后，接收衛(wèi)星定位信號(hào)進(jìn)行定位； 水下平臺(tái)通過(guò)艏部水聲換能器和艉部水聲換能器持續(xù)發(fā)送詢(xún)問(wèn)信號(hào)；所述浮標(biāo)接收到詢(xún)問(wèn)信號(hào)后，將衛(wèi)星定位信息和應(yīng)答信號(hào)發(fā)送回水下平臺(tái)； 根據(jù)衛(wèi)星定位信息和水聲定位信息，計(jì)算得到艏部水聲換能器和艉部水聲換能器的坐標(biāo)；包括： 步驟1，假設(shè)在任意k時(shí)刻水聲換能器坐標(biāo)為，浮標(biāo)的水聲應(yīng)答器位置為，聲學(xué)測(cè)距信號(hào)往返時(shí)間為，聲速為C，則i到j(luò)的基本觀(guān)測(cè)方程為： 其中，為i到j(luò)的幾何距離，為距離觀(guān)測(cè)值，為聲速測(cè)量誤差，為水聲換能器時(shí)延誤差，為水聲應(yīng)答器時(shí)延誤差，為聲學(xué)測(cè)距隨機(jī)誤差，i代表水聲換能器，j代表浮標(biāo)； 以水下平臺(tái)上的慣導(dǎo)系統(tǒng)的位置歸算到水聲換能器上的位置為，則對(duì)觀(guān)測(cè)方程線(xiàn)性化得到誤差方程為： 其中，，，為坐標(biāo)改正數(shù)；如果歷元觀(guān)測(cè)者的方差為，單位權(quán)方差為，可構(gòu)造隨機(jī)模型： 其中為浮標(biāo)j到換能器i之間的入射角，此時(shí)方差-協(xié)方差矩陣為： 選擇符合預(yù)設(shè)條件的第一浮標(biāo)作為參考浮標(biāo)； 步驟2，當(dāng)水聲換能器對(duì)參考浮標(biāo)和浮標(biāo)j進(jìn)行同步觀(guān)測(cè)時(shí)，浮標(biāo)j和參考浮標(biāo)的觀(guān)測(cè)方程之間求差可消去換能器時(shí)延誤差，同時(shí)大大減弱聲速測(cè)量系統(tǒng)誤差，即 可得浮標(biāo)間單差觀(guān)測(cè)方程為： 其中，代表浮標(biāo)間應(yīng)答器做差的單差符號(hào)，為浮標(biāo)j的聲速測(cè)量誤差，為參考浮標(biāo)的聲速測(cè)量誤差，為浮標(biāo)j和參考浮標(biāo)之間的觀(guān)測(cè)值差值，為由方向余弦組成的觀(guān)測(cè)矩陣，dX為坐標(biāo)改正數(shù)，為浮標(biāo)j和參考浮標(biāo)之間的時(shí)延誤差，為聲學(xué)測(cè)距隨機(jī)誤差； 設(shè)浮標(biāo)間單差轉(zhuǎn)換因子： 根據(jù)誤差傳播定律，浮標(biāo)間單差的方差-協(xié)方差矩陣為： 步驟3，艏部水聲換能器和艉部水聲換能器對(duì)浮標(biāo)j進(jìn)行同步觀(guān)測(cè)時(shí)，可同時(shí)消去換能器和應(yīng)答器時(shí)延誤差，同時(shí)大大削弱聲速測(cè)量誤差，由此得到雙差觀(guān)測(cè)方程： 其中，為雙差符號(hào)； 浮標(biāo)間單差的方差-協(xié)方差矩陣為： 步驟4，加權(quán)最小二乘模型為： 其中，L為觀(guān)測(cè)值，A為系數(shù)矩陣，X為狀態(tài)向量，v為觀(guān)測(cè)值殘差，Ev=0為最小二乘假設(shè)，為單位權(quán)中誤差，P為各個(gè)觀(guān)測(cè)方程的權(quán)陣； 在最小二乘準(zhǔn)則下求解，帶入雙差觀(guān)測(cè)方程及隨機(jī)模型，計(jì)算得出艏部水聲換能器和艉部水聲換能器的幾何坐標(biāo)； 根據(jù)艏部水聲換能器和艉部水聲換能器的坐標(biāo)，獲得慣導(dǎo)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)和航向，慣導(dǎo)系統(tǒng)根據(jù)獲得的實(shí)時(shí)坐標(biāo)和航向進(jìn)行校準(zhǔn)；艏部水聲換能器和艉部水聲換能器與慣導(dǎo)系統(tǒng)之間相對(duì)位置關(guān)系固定且已知，水下平臺(tái)的計(jì)算模塊將艏部和艉部水聲換能器的幾何坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，獲得慣導(dǎo)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)和航向，將獲得的實(shí)時(shí)坐標(biāo)和航向發(fā)送給慣導(dǎo)系統(tǒng)，慣導(dǎo)系統(tǒng)根據(jù)收到的實(shí)時(shí)坐標(biāo)和航向進(jìn)行校準(zhǔn)。

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