组合导航在无人船上的应用

尽年来无人船技术突飞猛进，实际应用也越来越多。采用无人船平台，可以搭载常规的单波束声呐、多波束声呐、侧扫声呐、浅层地表剖析仪器、水质监测系统，并可配备常用小目标识别雷达、AIS、气象站、360度全视角云台、夜视摄像头等。为执行海事救助、巡航、海事监管、防污染监测、海上航道测绘等任务提供保障。

无人船系统一般由RW、PC基站和远程控制器、推进系统、导航系统、通信系统、电源和水质监测系统组成，船体导航板可搭载GPS接收端、三轴罗盘、三轴加速度计，加上内置的导航算法，使船可进行精确地路径导航。此外，任务数据可通过无线通信模块传回基站进行运算处理。精准的位置信息、真实的姿态信息及信息的实时性、准确性和可靠型，是确保无人船控制、测量实时各种应用的核心和基础。

无人船系统组成

西安精准测控有限公司生产的PA-GS组合导航系列产品，在无人船上的应用具有独特的优势。该系列产品是基于惯性平台，融合了卫星导航技术的高精度组合导航系统。内置高精度惯性器件，GPS/BD双模卫星导航系统，三轴磁强计，气压传感器等。该系列产品融合算法稳定成熟，具有快速对准、快速收敛、准确定位的特点，输出三姿态稳定可靠、定位快速准确，可满足山区、峡谷等遮蔽严重地形的导航应用。

其中，PA-GS低成本组合导航和PA-GS01基础型组合导航定位精度分别能达到5米和1.5米，PA-GS02增强型组合导航采取RTK差分系统可达厘米级定位，可满足不同应用条件下无人船的精准定位需求。下面是增强型组合导航RTK差分定位静态和动态对比实测数据。

图1   增强型组合导航RTK差分定位静态测试数据

图2   增强型组合导航RTK差分定位对比实验数据

PA-GS组合导航内置高精度惯导器件，输出稳定可靠的三姿态信息，对于船体姿态的检测和控制至关重要。下面是本公司产品船载姿态对比实验

一、 实验环境及其载体

载体：某款可乘8人的油动舰艇

环境：西安曲江池

二、对比产品型号

荷兰 XSENS公司：MTI-G-700

精准测控产品：基础型组合导航PA -GS01

低成本组合导航PA-GS

某公司：      光纤组合导航GX

三、安装位置

光纤组合导航固定在船体中间，PA-GS、PA GS01和MTI-G-700 分别安装在其正后方的船体尾部，对应的GPS天线安装在其正后方。

四、实验流程

　实验前，首先对MEMS组合导航产品在湖面上转2个圆圈进行磁校准。

　四个产品同时上电静止2min后，舰艇点火发动开始行使。行驶动作包括匀速，加减速，拐弯和转圆圈。

　按照步骤2重复做两次试验。

1.实验场景

2.实验结果

仿真结果如下所示，其中蓝线表示光纤组合导航，红线表示PA GS01，绿线表示MTI-G-700。

实验一姿态对比结果图

实验二姿态对比结果图