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龍圖騰網獲悉集美大學申請的專利一種水下航行器多源信息融合精確導航方法及系統獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN120403663B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-26發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202510916715.X，技術領域涉及：G01C21/20；該發明授權一種水下航行器多源信息融合精確導航方法及系統是由張衛東;吳德烽;賈澤華;張強;魏建倉;陶澤文;謝威;劉若楠設計研發完成，并于2025-07-03向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種水下航行器多源信息融合精確導航方法及系統在說明書摘要公布了：本發明提出一種水下航行器多源信息融合精確導航方法及系統。該方法先采集水下航行器的慣導數據、DVL數據、海流信息以及與信標間距離的觀測信息并進行預處理；然后根據水下航行器運動學原理建立狀態模型，并結合各類信息建立觀測模型；再采用自適應卡爾曼濾波算法對狀態模型和觀測模型融合處理；最后根據融合后的狀態向量估計水下航行器當前位置，與預設目標位置比較計算偏差，并通過調整舵角和推進器轉速校正偏差。本發明綜合多源信息，在狀態模型、觀測模型構建以及位置估計與偏差校正上進行創新，采用自適應卡爾曼濾波，具有提高導航精度、考慮海流影響、自適應調整以及實現實時導航等優點。

本發明授權一種水下航行器多源信息融合精確導航方法及系統在權利要求書中公布了：1.一種水下航行器多源信息融合精確導航方法，其特征在于，包括以下步驟： 數據采集：包括采集水下航行器的慣導數據、DVL數據、海流信息以及與信標間距離的觀測信息； 數據預處理：對采集到的各種數據進行預處理以作為觀測數據，包括去除噪聲和校準誤差； 建立狀態模型：根據水下航行器的運動學原理，建立水下航行器的狀態模型；所述狀態模型包括航行器的狀態變量和狀態變量的變化率，并將海流的速度和方向作為狀態模型的輸入參數； 建立觀測模型：根據慣導數據、DVL數據、海流信息以及與信標間距離的觀測信息，建立水下航行器的觀測模型，所述觀測模型描述狀態變量與觀測數據之間的關系； 多源信息融合：采用自適應卡爾曼濾波算法對狀態模型和觀測模型進行融合處理，實時評估不同導航傳感器數據的質量，并根據數據質量自適應調整濾波增益； 位置估計與偏差校正：根據融合處理后的狀態向量，估計出水下航行器的當前位置，將估計位置與預設的目標位置進行比較，計算偏差，并根據偏差對水下航行器的運動進行校正； 所述建立狀態模型具體包括如下步驟： 定義水下航行器運動的狀態向量X： X＝[x,y,z,vx,vy,vz,φ,θ,ψ]T 其中，x,y,z表示水下航行器在笛卡爾坐標系下的位置；vx、vy、vz分別為水下航行器在笛卡爾坐標系下x、y、z方向上的速度；φ、θ、ψ依次為水下航行器的橫滾角、俯仰角和航向角；上標T表示轉置； 定義水下航行器運動的控制向量U： 其中，分別是海流在x、y、z方向上的速度分量； 定義用于描述狀態模型不確定性的過程噪聲向量為W，噪聲協方差矩陣為Q； 則水下航行器的狀態模型表示為： 其中，f·是一個非線性的狀態轉移函數； 所述位置估計與偏差校正步驟具體如下： 根據融合處理后的狀態向量估計水下航行器當前位置，通過以下公式結合海流影響優化位置估計；其中 和分別代表水下航行器在笛卡爾坐標系下的三維位置估計值； 航行器的實際速度va表示為： va＝vDVL+vc 其中，vDVL為DVL測量得到的速度向量，表示水下航行器相對于海底的速度，vc＝[vcx,vcy,vcz]T表示海流速度； 根據速度與位置的關系，在時間間隔Δt內，航行器位置的更新表示為： 其中，分別更新后的水下航行器在笛卡爾坐標系下的三維位置估計值； 將估計位置與預設的目標位置pt＝[xt,yt,zt]T進行比較，計算偏差Δpk|k和偏差的模值||Δpk|k||： 通過基于偏差的控制律調整航行器的舵角和推進器轉速進行偏差校正，其中u＝[δ,τ]T是水下航行器的控制輸入向量，δ為舵角，τ為推進器推力，Kp、Ki和Kd分別為比例、積分和微分增益； 同時結合水下航行器動力學方程實現閉環控制，其中M為慣性矩陣，Cv為科里奧利力和向心力矩陣，Dv為阻尼矩陣，gη為重力和浮力向量，η為航行器的姿態向量。

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