28、协作导航方法解析与实践

协作导航方法解析与实践

1. 模拟环境与参数设置

在模拟实验中，我们使用特定的参数来构建场景。目标的运动被限制在一个椭圆路径上，椭圆中心位于笛卡尔坐标系的(x = 500m)，(y = 450m)处，对角线长度分别为(80m)和(60m)，主对角线与(x)轴夹角为(-0.75rad)。目标的水平速度设定为(0.2m/s)，深度遵循函数(z_0(t) = 50m - 50m \cdot \cos(0.02s^{-1} \cdot t))。

使用了三个RO（机器人），它们的初始位置分别为((300,300,0)m)、((700,300,0)m)和((500,700,0)m)。RO采用随机恒加速行走（RWCA）原则移动，加速度方差(\sigma_a)设定为(0.1m^2/s^4)，速度上限为(1m/s)，运动范围限制在初始位置半径(75m)的区域内。

调制解调器以(0.2Hz)的频率进行询问，即每(5s)发送一次参考ping，目标反应时间(t_{wait})设定为(1s)。距离和深度测量受到加性高斯白噪声（ADWGN）的干扰，噪声均值为(0m)，方差为(0.1m^2)，误差随距离增长的影响通过距离参数(\eta = 0.001)来考虑。

对于二维位置估计的扩展卡尔曼滤波器（EKF），初始参数设置如下：
(Q = diag([10^{-8}, 2.5 \cdot 10^{-12}, 4 \cdot 10^{-12}]))
(P = diag([400, 400, 0.25, 0.25, 2.5 \cdot 10^{-5}]))

2. 无通信损耗的模拟实验

进行了多次模拟运行，每次运行模拟总时间为(33)分