（5）多普勒导航

多普勒导航是利用物体相对运动会有多普勒效应从而测定多普勒频移，根据多普勒频移就可以计算出载体相对地面的速度。控制显示器、计算机、多普勒雷达和航向姿态系统，这主要的四大系统组成了多普勒导航系统[3]。多普勒导航系统中船舰的航线等的确定是由船舰的位置信号计算而来。船舰的位置信息是利用计算机计算航向姿态系统测得的航向、俯仰和横滚信号加船舰的速度信号。不需要地面平台的多普勒导航系统也是自主式系统，所以抗干扰能力强，精度高。系统工作时必须发射电波，所以反射面的形状非常重要，放射性不好就会降低其性能，且容易暴露自己的位置信息。

（6）惯性导航

在给定初始条件的情况下，惯性导航系统通过加速度计和陀螺仪的测量数据，再结合牛顿运动定律，就可以积分推算出载体的瞬时速度和位置。惯性导航是结合了多门学科的技术[4]。惯性导航系统可以分为两类：物理平台的平台式惯性导航、数学平台的捷联式惯性导航[5]。

惯性坐标系被物理平台模拟的导航系统是平台式导航系统。因为载体的角振动被平台隔离，所以陀螺仪和加速度计有一个良好的工作环境。导航坐标系由平台直接建立，所以计算量小，但是机械电气结构复杂，相对的尺寸较大，成本也较高。

捷联式导航系统是将惯性元器件直接安装在载体上，没有实体平台，惯性元件的敏感轴安装在载体坐标系的三轴方向上。捷联式惯性导航系统结构简单，体积小，利于维护。但惯性器件工作条件不佳，测得的数据精度下降，因为加速度计不是直接测量的导航坐标系内载体的加速度分量，所以还需要进行坐标系参数转换的计算，所以计算量相对会大和复杂，但随着计算机技术的快速发展，计算量的问题已经不是大问题。捷联式导航系统的优越性也逐渐体现出来。

惯性导航系统是通过积分加速度计的输出计算出载体的速度和位置，完全依靠自系统的惯性元器件的测量数据，不与外界发生任何联系，所以不受外界的干扰，气候条件的限制，隐蔽性好，但是在长时间航行下，误差会不断的积累。

1。1。2 水下机器人的概念及介绍

水下机器人一般分为HOV、AUV、ROV三种，如图1-1所示。

HOV AUV ROV

图1-1 水下机器人分类

第一种是载人水下机器人（HOV）。因为需要载人，所以体积要大，为了人员的安全必须有救生系统，这就导致载人水下机器人的使用范围有限。

第二种是自治无人水下机器人（AUV）。AUV是无人无缆遥控水下机器人。AUV一般都是自带电池或其他能源供电通过预设定的路径自主完成指定任务。相对于HOV来说AUV体积小，运动灵活，安全性高。

第三种是有缆遥控水下机器人（ROV）。ROV是通过脐带缆给机器人供电和控制指令，是由水面控制系统和水下机器人两个部分组成。和上述两种机器人相比，ROV动力十足、续航能力强。执行水下检测和作业的机器人多为ROV，利用水下机器人作业可以减少人员伤害。

1。2 国内外研究现状

1。2。1 ROV发展现状

1。2。2 ROV导航技术发展现状

1。3 论文结构安排

本论文以带缆绳的水下机器人（ROV）的导航系统为研究对象。单一的捷联式惯性导航系统在长时间航行下，误差随时间积累，定位精度不高。因此分析研究SINS/DVL组合导航提高导航定位系统的精度。

    论文按结构划分为四个章节。