船載系統(tǒng)組合導(dǎo)航在無人船上的應(yīng)用

近年來無人船技術(shù)突飛猛進(jìn)，實際應(yīng)用也越來越多。采用無人船平臺，可以搭載常規(guī)的單波束聲吶、多波束聲吶、側(cè)掃聲吶、淺層地表剖析儀器、水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，并可配備常用小目標(biāo)識別雷達(dá)、AIS、氣象站、360度全視角云臺、夜視攝像頭等。為執(zhí)行海事救助、巡航、海事監(jiān)管、防污染監(jiān)測、海上航道測繪等任務(wù)提供保障。

無人船系統(tǒng)一般由RW、PC基站和遠(yuǎn)程控制器、推進(jìn)系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、電源和水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)組成，船體導(dǎo)航板可搭載GPS接收端、三軸羅盤、三軸加速度計，加上內(nèi)置的導(dǎo)航算法，使船可進(jìn)行精確地路徑導(dǎo)航。此外，任務(wù)數(shù)據(jù)可通過無線通信模塊傳回基站進(jìn)行運算處理。精準(zhǔn)的位置信息、真實的姿態(tài)信息及信息的實時性、準(zhǔn)確性和可靠型，是確保無人船控制、測量實時各種應(yīng)用的核心和基礎(chǔ)。

下面是我公司的某款產(chǎn)品，在無人船上的具體應(yīng)用。該系列內(nèi)置高精度微機(jī)械（IMU），配套了支持RTK定位的差分雙天線系統(tǒng)。產(chǎn)品輸出差分航向、兩緯姿態(tài)角、厘米級的定位精度。

下面是RTK差分定位在靜止和移動情況下的對比實測數(shù)據(jù)（實驗場地某湖面）。

圖1 增強(qiáng)型組合導(dǎo)航RTK差分定位靜態(tài)測試數(shù)據(jù)

圖2 增強(qiáng)型組合導(dǎo)航RTK差分定位對比實驗數(shù)據(jù)

下面是我方產(chǎn)品與國外產(chǎn)品在運動情況下的三姿態(tài)對比。

一、 實驗環(huán)境及其載體

載體：某款可乘8人的油動艦艇

環(huán)境：湖面

二、對比產(chǎn)品型號

荷蘭 XSENS公司 MTI-G-700

法國 SBG公司 ELLIPSE-N

三、實驗流程

① 實驗前，首先對MEMS組合導(dǎo)航產(chǎn)品在湖面上轉(zhuǎn)2個圓圈進(jìn)行磁校準(zhǔn)。

② 四個產(chǎn)品同時上電靜止2min后，艦艇點火發(fā)動開始行使。行駛動作包括勻速，加減速，拐彎和轉(zhuǎn)圓圈。

③ 按照步驟2重復(fù)做兩次試驗。

1.實驗場景

2.實驗結(jié)果

仿真結(jié)果如下所示，其中藍(lán)線表示SBG公司 ELLIPSE-N，紅線表示我方產(chǎn)品，綠線表示MTI-G-700。

實驗一姿態(tài)對比結(jié)果圖

實驗二姿態(tài)對比結(jié)果圖