基于声学测量的水下高动态航行参数估计

作     者：张旭 

作者机构：91550部队 

出 版 物：《兵工学报》 (Acta Armamentarii)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：082601[工学-武器系统与运用工程] 08[工学] 0826[工学-兵器科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金项目(61971424) 

主　　题：水下高动态航行体 多项式函数 运动参数估计 水声测量 

摘      要：针对水下高动态航行体运动特征难以识别的问题，提出一种基于水声测量的运动参数序列估计方法。该方法通过逐点解算得到位置、速度序列，再进行函数化重构和参数辨识，消除随机误差引起的数据抖动，实现平稳、连续的序贯参数获取。在仿真分析中，模拟了边长为数百米的海底四元阵对数十米深度垂向航行过程的测量，参数估计结果的垂向精度相对于逐点解算结果明显提升，位置和速度均方根误差（Root Mean Square Error，RMSE）分别减小27.8%和47.2%。经大样本计算，参数序列估计值趋近于真值，垂向位置和速度偏差分别为0.042 m和0.056 m/s。水池试验结果表明，物理模型的高动态航行参数估计结果与惯性传感器数据相吻合，垂向位置和速度RMSE分别为0.024 m和0.141 m/s。提出方法可为水下高动态航行体运动性能检验提供准确、平滑、连续的参数估计结果，在海上测试中有一定工程应用前景。