一种多光学浮标联合定位算法及仿真

郭建忠, 孙 健, 王凯帅

一种多光学浮标联合定位算法及仿真

郭建忠1, 孙 健2, 王凯帅2

(1. 海装重大专项装备项目管理中心, 北京, 100161; 2. 中国船舶工业系统工程研究院, 北京, 100094)

为解决单、双光学浮标无法获得目标全要素信息的问题, 文中基于声学目标运动要素解算技术, 提出了一种多光学浮标联合定位算法, 建立了包含浮标定位误差、观测时间误差和光学观测模糊误差的光学浮标观测数学模型, 利用蒙特卡洛仿真方法给出了考虑上述误差并针对机动目标不同数量光学浮标的定位精度指标, 同时分析了各因素对多浮标联合定位的影响。文中研究为光学浮标的工程应用提供了数据支撑。

光学浮标; 机动目标; 定位精度

0 引言

光学浮标是一种集合惯性导航、信号采集与处理、电机控制、微电子技术与数字图像识别处理等诸多技术, 实现目标识别和监测的复杂设备。近年来, 随着电子信息技术的高速发展, 光学浮标技术取得了巨大进展并且越来越广泛地应用在军用领域, 可以为无人水下航行器对视界范围内的敌水面舰艇攻击提供有效的目标指示[1]。由于体积限制等因素, 单个光学浮标瞬时定位能力较弱, 需要依靠定位算法利用信息的时间累计获得满足使用要求的空间定位精度。

定位算法有参数估计和状态估计两类, 参数估计类算法包括线性最小二乘、非线性最小二乘、极大似然估计以及辅助变量最小二乘等算法; 状态估计类算法包括线性卡尔曼滤波、非线性卡尔曼滤波、无迹卡尔曼滤波、容积卡尔曼滤波和粒子滤波等算法。……