本發明涉及一種組合導航的洋流速度估計方法、裝置和一種處理器，所述一種組合導航的洋流速度估計方法，包括：建立最優化函數；所述最優化函數的參數包括：洋流速度；求解所述最優化函數，以估計出洋流速度。本發明所述的一種組合導航的洋流速度估計方法對于AUV工作在直線巡航狀態下，也可完成對洋流速度的估計，且實時性高，本發明所述的洋流速度估計方法有利于提高導航精度，對于AUV在大深度海洋環境下的精準導航具有一定的實用價值。

技術領域

本發明涉及慣性導航技術領域，具體涉及一種組合導航的洋流速度估計方法、裝置和一種處理器。

背景技術

目前AUV水下導航多采用SINS/DVL組合導航形式，該模式下DVL有兩種工作模式：探底模式(Bottom?Tracking)和探水模式(Water?Profiling),但是一般DVL的探底深度在百米量級，目前的SINS/DVL導航系統中DVL的輸出速度為相對速度，未能補償洋流速度，造成大深度海洋環境中AUV導航精度非常低，有效估計出洋流并補償，是提高AUV深海導航精度的關鍵。目前對于在深海環境下的估計洋流速度的方法主要有兩種：第一種是將氣象預報數據中的海流速度融合到SINS/DVL組合導航系統中，第二種是采用高精度慣導，將洋流速度建模在SINS/DVL組合導航系統中。

第一種估計洋流速度的方法一般需要從第三方機構購買，價格比較貴，一般在幾萬到幾十萬不等，并且數據存在較大延遲，一般延時在數小時到數天不等，這對于AUV的實時導航是不能接受的，數據精度差，一般分辨率在km量級，造成AUV的導航精度比較差；第二種估計洋流速度的方法理論上是可行的，但是經過實際水下導航驗證的幾乎沒有，并且該方法需要考慮導航系統的可觀性，一般在轉彎狀態或者加減速狀態下才能有效估計出洋流速度，但是AUV一般工作在直線巡航狀態下，所以不具備普適性。現亟需提出一種可以在AUV直線巡航模式下估計出海流速度的方法，且要保證該方法具有較好的導航精度。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種組合導航的洋流速度估計方法、裝置和一種處理器。

為實現以上目的，本發明采用如下技術方案：一種組合導航的洋流速度估計方法，所述組合導航為SINS/DVL/GPS組合導航，包括：

建立最優化函數；所述最優化函數的參數包括：洋流速度；

求解所述最優化函數，以估計出洋流速度。

可選的，所述建立最優化函數，包括：

假設在i時刻，AUV在載體坐標系下的洋流速度為DVL探水模式下得到的DVL速度為DVL數據更新時間為SINS姿態角表示為(θ_p,θ_r,θ_y)，(θ_p,θ_r,θ_y)分別表示俯仰角，滾轉角和偏航角；

DVL坐標系和AUV坐標系重合，不存在轉換關系，從運動學方面考慮，AUV在載體坐標系下的絕對速度滿足以下公式：

將上式等號左右兩邊分別乘以并轉換到導航坐標系，則有如下公式：

其中，ENU代表東北天坐標系，AUV在東北天坐標系下解算出的位置和洋流速度呈線性關系，

時間T內，將GPS數據中的經緯度轉換到東北天坐標系下的位置，表示為：

其中，i為i時刻，i時刻GPS的位置增量計算公式為：

最優化函數為：