球面单形平方根无迹粒子滤波在拖曳合成孔径声纳组合导航中的应用

李厚全，刘莫尘，伍志海，李伟刚

（1. 海军潜艇学院，青岛 266044；2. 海军航空工程学院，烟台 264000；3. 山东农业大学，泰安 271018）

球面单形平方根无迹粒子滤波在拖曳合成孔径声纳组合导航中的应用

李厚全1，2，刘莫尘3，伍志海1，李伟刚1

（1. 海军潜艇学院，青岛 266044；2. 海军航空工程学院，烟台 264000；3. 山东农业大学，泰安 271018）

惯性导航设备修正回波数据作为合成孔径声纳（SAS）运动补偿的一种重要方法，其中的关键技术是研究和利用高精度的滤波算法以及组合导航系统为运动补偿提供导航数据信息。在标准粒子滤波算法的基础上进行改进，提出了一种球面单形平方根无迹粒子滤波算法（SS-SRUPF），并将之应用于SINS、多普勒计程仪（DVL）组成的水下组合导航系统，输出的导航数据再传输给SAS成像系统。仿真结果表明，SS-SRUPF算法可将一个合成孔径时间内的组合导航位置均方误差精度提高到 0.013 m，小于SAS距离向分辨力0.019 m，满足SAS运动补偿的要求。

合成孔径声纳；组合导航；粒子滤波；运动补偿

SAS的运动补偿通常可采用基于惯性测量系统的运动补偿和基于回波数据的运动补偿两种方法。基于惯性测量系统的运动补偿的关键技术之一是利用高精度水下组合导航方法对安装在拖体上的 SAS进行实时的姿态测量和运动误差估计。导航系统测量并给出SAS姿态和位置，计算给出平均理想直线航迹[1]，以确保运动补偿相对此理想航迹进行，根据测量数据计算出阵元相位中心的实际位置，然后补偿掉实际位置相对理想直线航迹的偏差[2]。……