参数优化方法在AUV组合导航系统PQR调参中的工程应用

作者：白龙; 彭荆明; 吴爽; 吕志刚

来源：导航与控制, 2021, 20(01): 58-69.

• 组合导航
• 惯性导航
• 系统调参
• 目标优化
• 离线仿真

为提高水下无人潜航器(AUV)的组合导航定位精度,需要对组合导航系统的参数进行调节,以保证组合导航系统获得较高的组合导航性能。针对AUV组合导航系统的PQR调参,借鉴多学科优化设计思想,首次提出了基于目标优化方法和传感器实采数据的PQR参数整定方法。首先,使用传统经验值开展了模拟AUV"水下潜航-水面GPS校准-水下潜航"工作方式的跑船试验和传感器数据采集。之后,基于传感器数据回放和组合导航过程的离线仿真,使用目标优化方法对组合导航系统的系统参数进行了优化求解。最后,使用PQR最优解分别开展了实航和离线仿真的对比验证。试验结果表明,目标优化方法能够应用于AUV组合导航系统的PQR调参,可以保证SINS/GPS/DVL组合导航系统的稳定性和较高的水下组合导航定位精度。使用该方法调参后,经实航验证和离线仿真对比,水下组合导航定位精度的CEP50指标分别降低至人工调参方式的44.0%和56.0%。该方法简单、有效,具有较高的工程应用价值。