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北斗卫星导航系统在近海无人水下航行器路径跟踪方面的应用

吴子岳 李二杨 王儒

吴子岳, 李二杨, 王儒. 北斗卫星导航系统在近海无人水下航行器路径跟踪方面的应用[J]. 全球定位系统, 2021, 46(2): 98-103. doi: 10.12265/j.gnss.2020112704
引用本文: 吴子岳, 李二杨, 王儒. 北斗卫星导航系统在近海无人水下航行器路径跟踪方面的应用[J]. 全球定位系统, 2021, 46(2): 98-103. doi: 10.12265/j.gnss.2020112704
WU Ziyue, LI Eryang, WANG Ru. BDS application of offshore UUV path tracking[J]. GNSS World of China, 2021, 46(2): 98-103. doi: 10.12265/j.gnss.2020112704
Citation: WU Ziyue, LI Eryang, WANG Ru. BDS application of offshore UUV path tracking[J]. GNSS World of China, 2021, 46(2): 98-103. doi: 10.12265/j.gnss.2020112704

北斗卫星导航系统在近海无人水下航行器路径跟踪方面的应用

doi: 10.12265/j.gnss.2020112704
详细信息
    作者简介:

    吴子岳:(1963—)男,博士,副教授,主要从事海洋机械工程装备研究

    李二杨:(1992—)男,硕士研究生,主要从事智能控制在现代机器人上的应用

    王儒:(1996—)男,硕士研究生,主要从事船舶工程装备研究

    通讯作者:

    李二杨 E-mail:li2556463342@163.com

  • 中图分类号: P228.4

BDS application of offshore UUV path tracking

  • 摘要: 针对无人水下航行器(UUV)沿给定路径航行时会出现各种偏差的问题,设计了一款运用高性能STM32单片机与UM220-Ⅳ N定位模块搭建的导航定位分系统. 将其应用于UUV特定的路径跟踪方面,通过单片机将北斗定位模块采集到的UUV位置坐标、航速航向等数据发送到上位机,上位机将其与给定跟踪路径数据进行对比,计算路径偏差并通过单片机控制UUV的驱动模块改变UUV运动方向,实现对给定路径的精确跟踪. 同时通过无线通讯模块,将UUV路径轨迹及采集的水质信息实时显示在岸基监控系统上位机软机界面. 水下实验表明,UUV路径跟踪精度明显提高,为纠正UUV路径跟踪偏差提供了一种参考方法.

     

  • 图  1  UUV硬件系统结构

    图  2  BDS定位系统框图

    图  3  导航定位分系统的UUV工作流程图

    图  4  UM220-IV N定位模块结构框图

    图  5  上位机模块工作流程

    图  6  UUV路径跟踪线图

    图  7  经纬度测试数据折线图

    表  1  BDS和GPS灵敏度对照 dBm

    模块冷启动热启动跟踪重捕
    BDS−146−149−160−149
    GPS−148−150−160−149
    下载: 导出CSV

    表  2  UUV目标位置与实际位置经纬度对照

    监测点实际位置/(°)目标位置/(°)速度/(m/s)
    130.879 8N, 121.910 1E30.879 8N, 121.910 1E0.5
    230.880 6N, 121.909 9E30.880 5N, 121.909 6E0.5
    330.881 4N, 121.910 5E30.881 4N, 121.910 4E0.5
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-11-27
  • 网络出版日期:  2021-05-12
  • 刊出日期:  2021-05-13

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