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龙图腾网获悉哈尔滨工程大学申请的专利一种声学测距数据丢失下的主从式非线性补偿协同导航方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN118857292B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202410882401.8，技术领域涉及：G01C21/20；该发明授权一种声学测距数据丢失下的主从式非线性补偿协同导航方法是由王秋滢;许修宇;孙大军;韩云峰;蔡沐春设计研发完成，并于2024-07-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种声学测距数据丢失下的主从式非线性补偿协同导航方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种声学测距数据丢失下的主从式非线性补偿协同导航方法，属于水下航行器导航定位领域；具体为：对包括主节点和从节点的多自主水下航行器，各从节点实时输出k‑1时刻的姿态和速度信息；进行k时刻的位置推算并作为位置状态的一步预测；主节点实时输出l时刻自身位置，建立主、从节点相对距离的观测方程；主节点向各从节点发送观测信息；并通过符合伯努利分布的随机参数γll，从节点判断是否接收到主节点的观测信息，如果没有，则声学测距数据丢失，进行下一时刻从节点位置的状态预测；如果收到，计算观测矩阵补偿量并修正观测矩阵，进行扩展卡尔曼滤波，得到从节点协同校正位置；直至导航结束；本发明提高了协同定位精度。

本发明授权一种声学测距数据丢失下的主从式非线性补偿协同导航方法在权利要求书中公布了：1.一种声学测距数据丢失下的主从式非线性补偿协同导航方法，其特征在于，具体步骤如下： 步骤一、针对沿任意航迹行驶的主节点和若干从节点的多自主水下航行器，时刻 各从节点实时输出姿态和速度信息，进行时刻的位置推算，并对时刻的从节点位置状态 进行一步预测，循环至时刻； 位置推算过程如下： 从节点时刻的位置状态为为导航系下从节点东、北向位置坐标；为数据输出时间间隔；为从节点惯导输出的载体系航向角；为多普勒计程仪输出 的前向速度；为多普勒计程仪输出的右向速度；； 然后，将推算得到的从节点位置作为状态量，建立从节点位置状态的一步预测： 其中，是状态转移函数；是时刻从节点的位置状态估计； 是时刻从节点系统的输入向量；过程噪声是时刻传 感器输出的0均值高斯白噪声； 预测误差协方差矩阵为： 位置状态估计为： 状态估计误差协方差矩阵为： 是状态函数在处的雅可比矩阵，是时刻估计误差协方差矩阵，是状 态函数在处的雅可比矩阵，为过程噪声协方差矩阵； 步骤二：当时刻，主节点实时输出自身位置，并建立主节点与每个从节点相对距离的 观测方程，作为观测信息分别发送给每个从节点； 观测方程： 其中，代表矩阵2范数；是时刻观测向量；是时刻主节点东的位置坐标； 是观测函数；是时刻的测距噪声；是时刻从节点东的位置坐标； 步骤三：建立符合伯努利分布的随机参数，判断从节点是否接收到时刻主节点的观 测信息，如果是，进行步骤四，否则，声学测距数据丢失，则返回步骤一，进行下一时刻从节 点位置的状态预测； 步骤四：将时刻主、从节点相对距离观测方程泰勒展开并保留至一阶项后，得到线性 化误差，计算线性化误差对从节点一步预测位置的偏导，得到观测矩阵补偿量，进而修正观 测矩阵； 线性化误差为： 观测矩阵补偿量为： 修正观测矩阵公式为：； 其中，是观测量的一步预测；为观测方程在处的雅可比矩阵，是观测方程在处泰勒展开的一阶项；、是时刻从节点一步预 测的东、北位置坐标；是时刻主节点北位置坐标；是时刻从节点北位置坐标； 步骤五：以时刻主、从节点相对距离为观测量，时刻从节点位置的一步预测为状态 量，使用修正后的观测矩阵，进行扩展卡尔曼滤波，得到从节点协同校正位置；重复上述步 骤，直至导航结束； 卡尔曼增益为： 协同校正位置状态估计为： 状态估计误差协方差矩阵为： 其中，是观测噪声的协方差矩阵；是单位矩阵。

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