A navigation method for autonomous underwater vehicles based on data received from a hydroacoustic station

Abstract

В статье предложен метод построения навигационной системы автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА), использующей ограниченный набор бортовых датчиков и получающей данные по акустическим каналам связи о положении АНПА от гидроакустической станции освещения подводной обстановки. Предложенный алгоритм формирует оценки положения и скоростей АНПА на основе его динамической модели в предположении, что угловые скорости, углы ориентации и глубина АНПА определяются с помощью его бортовых датчиков. Предложенная схема построения навигационной системы позволяет обеспечить коррекцию ее показаний в условиях нерегулярного обновления данных от станции. После определенного периода работы системы и получения достаточного количества данных, происходит уточнение параметров модели, использующейся в фильтре Калмана, что существенно увеличивает точность его работы. The article proposes a navigation method for autonomous underwater vehicles (AUV) using a limited set of on-board sensors and receiving data via acoustic communication channels about the position of the AUV from a hydroacoustic station. The proposed algorithm generates estimates of the position and velocities of the AUV based on its dynamic model, assuming that the angular velocities, orientation angles and depth are determined by means of onboard sensors. The proposed scheme allows for the correction of data in the conditions of its irregular updates from the station. After a certain period of operation of the system and obtaining a sufficient amount of data, the parameters of the model used in the Kalman filter are refined, which significantly increases the accuracy of its operation.