本发明专利技术属于水下导航技术领域，提供了一种深潜器定位精度评估方法、装置、介质及设备，其基于虚拟基准点的深潜器定位精度评估方法只需要组合导航坐标和超短基线定位系统测量的坐标、斜距数据和深潜器速度、航向和姿态数据，该方法通过数量积运算、数量积不等式、二次函数求最值和水平误差排序算法推导出水平定位精度的范围，无需做专门的组合导航定位精度评估试验，比已有的评估方法更加方便、快速且节省成本。对于深潜器定点布放与回收海底设备，以及搜寻之前记录过位置坐标的目标，如热液喷口、标志物等具有重要的参考意义。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水下导航，尤其涉及一种深潜器定位精度评估方法、装置、介质及设备。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、对于水下作业的深潜器来说，缺乏gps（global positioning system，gps）信号对其定位带来了困难。海洋科考作业时通常采用声学定位设备为深潜器提供绝对的位置信息，从而对惯性导航系统或航位推算（dead reckoning，dr）系统的累积误差作修正。超短基线（ultra short base line，usbl）声学定位系统具有测距精度高，安装灵活，操作方便的优势，在海洋科考、商业和军事领域应用广泛。
3、评估深潜器在超短基线定位系统辅助下的组合导航定位精度范围，是评估深潜器海底地形测绘质量的重要前提，而且，了解组合导航定位精度范围对于深潜器定点布放与回收海底设备，以及搜寻之前记录过位置坐标的目标，如热液喷口、标志物等具有重要的参考意义。
4、长基线定位系统能够独立地评估水下组合导航的定位精度，但是长基线信标的布放、校准以及回收过程占用大量船时，且成本高昂。
技术实现思路
1、为了解决上述
技术介绍
中存在的至少一项技术问题，本专利技术提供一种深潜器定位精度评估方法、装置、介质及设备，其只需组合导航坐标数据、超短基线定位系统测量的坐标数据和深潜器速度、航向和姿态数据，无需做专门的组合导航定位精度评估试验，比已有的评估方法更加方便、快速且节省成本。
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p>2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：3、本专利技术的第一方面提供一种深潜器定位精度评估方法，包括如下步骤：
4、基于超短基线定位系统测量的深潜器坐标和斜距，计算得到虚拟基准点坐标；
5、基于超短基线定位系统测量的深潜器坐标和深潜器速度、航向和姿态数据，计算得到组合导航坐标值；
6、计算超短基线定位系统测量的深潜器坐标值和组合导航坐标值在
x方向和
y方向的差值；
7、根据超短基线定位系统测量的深潜器坐标值和组合导航坐标值在
x方向和
y方向的差值的取值，结合虚拟基准点坐标与超短基线定位系统测量的深潜器坐标值在方向与方向之间的误差，计算误差项；
8、基于误差项，根据超短基线定位系统测量的深潜器坐标值和组合导航坐标值在
x方向和
y方向的差值的取值，计算虚拟基准点坐标与组合导航坐标之间的水平误差；
9、将虚拟基准点坐标与组合导航坐标之间的水平误差的上限和下限分别排序后，计算得到设定置信度下的水平定位精度。
10、进一步地，所述超短基线定位系统测量的深潜器坐标值和组合导航坐标值在
x方向和
y方向的差值的计算公式为：
11、，，
12、其中，表示
i时刻超短基线定位系统测量的深潜器坐标，表示
i时刻深潜器的组合导航坐标值，为超短基线定位系统测量的深潜器坐标值和深潜器的组合导航坐标值在
x方向的差值，为超短基线定位系统测量的深潜器坐标值和深潜器的组合导航坐标值在
y方向的差值。
13、进一步地，所述误差项的计算公式为：
14、，
15、，
16、，
17、，
18、，
19、，
20、其中，表示误差项，表示
i时刻虚拟基准点坐标，表示
i时刻超短基线定位系统测量的深潜器坐标，、表示
i时刻虚拟基准点坐标与超短基线定位系统测量的深潜器坐标在方向与方向之间的误差，为超短基线定位系统测量的深潜器坐标值和深潜器的组合导航坐标值在
x方向的差值，为超短基线定位系统测量的深潜器坐标值和深潜器的组合导航坐标值在
y方向的差值，表示由、构成的单项式，令超短基线定位系统测量的斜距为，超短基线定位系统的定位精度为，表示超短基线定位系统的最大水平定位误差。
21、进一步地，误差项的上限和下限的确定过程包括：
22、（1）时，的上限计算公式为，当满足，的下限不存在，当满足，的下限计算公式为，；
23、（2）时，的上限计算公式为，当满足，的下限不存在，当满足，的下限计算公式为，；
24、（3）时，的上限计算公式为，当满足，的下限不存在，当满足，的下限计算公式为，；
25、（4）时，的上限计算公式为，当满足，的下限不存在，当满足，的下限计算公式为，；
26、（5），的上限计算公式为，当满足，的下限不存在，当满足，的下限计算公式为，；
27、（6）时，的上限计算公式为，当满足，的下限不存在，当满足，的下限计算公式为，；
28、（7）时，的上限计算公式为，当满足，的下限不存在，当满足，的下限计算公式为，；
29、（8）时，的上限计算公式为，当满足，的下限不存在，当满足，的下限计算公式为，。
30、进一步地，所述虚拟基准点坐标与组合导航坐标之间的水平误差的计算公式为：
31、，
32、其中，为虚拟基准点坐标与组合导航坐标之间的水平误差，表示
i时刻深潜器的组合导航坐标值。
33、进一步地，所述将虚拟基准点坐标与组合导航坐标之间的水平误差的上限和下限分别排序后，计算得到设定置信度下的水平定位精度，包括：
34、将虚拟基准点坐标与组合导航坐标之间的水平误差的上限按照从小到大顺序排列，序号记为，则排序序号为设定置信度的序号对应的值即为该置信度下的水平定位精度的上限；
35、将虚拟基准点坐标与组合导航坐标之间的水平误差的下限按照从小到大顺序排列，序号记为，则排序序号为设定置信度的序号对应的值即为该置信度下的水平定位精度的下限。
36、进一步地，当计算出的水平误差的下限为虚数时，将虚数假设为0参与水平误差下限的排序。
37、本专利技术的第二方面提供一种深潜器定位精度评估装置，包括：
38、数据获取模块，其用于获取超短基线定位系统测量的深潜器坐标、斜距和深潜器速度、航向和姿态数据；
39、导航信息计算模块，其用于基于超短基线定位系统测量的深潜器坐标和斜距，计算得到虚拟基准点坐标；
40、基于超短基本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种深潜器定位精度评估方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种深潜器定位精度评估方法，其特征在于，所述超短基线定位系统测量的深潜器坐标值和组合导航坐标值在x方向和y方向的差值的计算公式为：
3.如权利要求1所述的一种深潜器定位精度评估方法，其特征在于，所述误差项的计算公式为：
4.如权利要求3所述的一种深潜器定位精度评估方法，其特征在于，误差项的上限和下限的确定过程包括：
5.如权利要求3所述的一种深潜器定位精度评估方法，其特征在于，所述虚拟基准点坐标与组合导航坐标之间的水平误差的计算公式为：
6.如权利要求1所述的一种深潜器定位精度评估方法，其特征在于，所述将虚拟基准点坐标与组合导航坐标之间的水平误差的上限和下限分别排序后，计算得到设定置信度下的水平定位精度，包括：
7.如权利要求6所述的一种深潜器定位精度评估方法，其特征在于，当计算出的水平误差的下限为虚数时，将虚数假设为0参与水平误差下限的排序。
8.一种深潜器定位精度评估装置，其特征在于，包括：
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种深潜器定位精度评估方法中的步骤。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种深潜器定位精度评估方法中的步骤。
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【技术特征摘要】
1.一种深潜器定位精度评估方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种深潜器定位精度评估方法，其特征在于，所述超短基线定位系统测量的深潜器坐标值和组合导航坐标值在x方向和y方向的差值的计算公式为：
3.如权利要求1所述的一种深潜器定位精度评估方法，其特征在于，所述误差项的计算公式为：
4.如权利要求3所述的一种深潜器定位精度评估方法，其特征在于，误差项的上限和下限的确定过程包括：
5.如权利要求3所述的一种深潜器定位精度评估方法，其特征在于，所述虚拟基准点坐标与组合导航坐标之间的水平误差的计算公式为：
6.如权利要求1所述的一种深潜器定位精度评估方法，其特征在于，所述将虚拟基准点坐标与组合导...
【专利技术属性】
技术研发人员：李沂滨，高文龙，张同伟，王代超，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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