一种基于UKF和PSO-SVM的HOV混合水下导航定位方法 .pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN105783909A

(43)申请公布日2016.07.20

(21)申请号CN201410829451.6

(22)申请日2014.12.26

(71)申请人中国科学院沈阳自动化研究所

地址110016辽宁省沈阳市南塔街114号

(72)发明人刘本刘开周

(74)专利代理机构沈阳科苑专利商标代理有限公司

代理人徐丽

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

一种基于UKF和PSO-SVM的

HOV混合水下导航定位方法

(57)摘要

本发明公开一种基于UKF和PSO-

SVM的HOV混合导航定位方法。将HOV

海试中获取的HOV的长基线系统位置数据

和航迹推算得到的位置数据，利用UKF进

行融合得到可靠的HOV位置信息。同时利

用融合和航迹推算得到的位置信息，作为

PSO-SVM位置估算模型的训练集和测试集

对模型进行训练和测试；在长基线系统短

暂失效，不能获得HOV数据时，利用航迹

推算得到的位置信息和推算时间作为已训

练好的PSO-SVM模型的输入，输出实时

补偿的HOV的位置信息，从而在长基线系

统失效的情况下获得精确的HOV位置信

息。本发明能够提高HOV的导航精度，提

高导航系统的鲁棒性。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种基于UKF和PSO-SVM的HOV混合水下导航定位方法，其特征在于，包括

以下步骤：

在长基线定位系统正常工作时，将HOV海试中得到的长基线位置信息和航迹推算

位置信息，利用UKF进行融合，得到HOV导航位置信息；

在长基线定位系统失效时，UKF融合算法失效，此时将航迹推算位置信息和推算

时间作为PSO-SVM位置误差估算模型的输入，模型输出实时预测的HOV位置补

偿信息，从而在长基线定位系统失效的情况下获得HOV实时位置信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于UKF和PSO-SVM的HOV混合水下导航定位方

法，其特征在于，所述利用UKF进行融合，是将长基线位置信息和航迹推算得到

的位置信息，在一阶动态模型下，滤波融合得到更加可靠的HOV的导航位置信息。

3.根据权利要求2所述的一种基于UKF和PSO-SVM的HOV混合水下导航定位方

法，其特征在于，所述一阶动态模型的状态方程为：

上式中，xsubk/sub为航迹推算的得到的HOV东向位置，hsubk/sub为航

迹推算得到的HOV北向位置，jsubk/sub为HOV艏向角，usubk/sub为

HOV前向速度，vsubk/sub为HOV横向速度，rsubk/sub为HOV艏向角

速率，Dt为采样时间，为过程噪声(i＝1,2,3,4)；

观测方程定义为：

上式中，xsubk/sub为长基线定位系统测得的HOV东向位置，hsubk/sub

为长基线定位系统测得的HOV北向位置，为过程噪声。

4.根据权利要求2所述的一种基于UKF和PSO-SVM的HOV混合水下导航定位方

法，其特征在于，所述滤波融合通过以下过程实现：

步骤1，初始化：

步骤2，产生sigma点:

步骤3，时间更新：

步骤4，测量更新：

循环步骤2到步骤4，直到完成；

其中，xsub0/sub初始状态量，Psub0/sub初始协方差矩阵，Psubk/sub

分别为随机向量x的最有预测和协方差