随着科技的发展,随着军事力量的增强和国际环境的变化,海洋环境越来越受到国家的重视,随之而来的是无人艇也越来越受重视。无人艇可以用在很多方面,它的发展也很广阔。现如今,有许多重要任务需要无人艇编队合作才能完成,而这其中最重要的是保障无人艇具有高精度的导航能力。在无人艇的研究中,协同编队定位技术很重要,本课题是预研项目,该项目的目的是使配备较低精度的无人艇利用自身的信息和领航艇的信息进行融合来提高其导航精度。首先,本文分析了无人艇建模的理论基础,对于无人艇上所使用的传感器进行分析,推导出它们的误差模型,并推导了单个无人艇的运动方程和观测方程。针对无人艇编队中跟随艇的重要组成部分,即微惯性导航系统,分析了它的各组成部分,包括MEMS惯性器件、多普勒测速仪和电子罗盘的工作原理,推导它们的基本方程和各项误差计算公式,为它们的组合滤波奠定基础。其次,本文针对无人艇的运动模型,提出了基于微惯性导航系统的协同定位算法,建立其状态方程和量测方程,并通过MATLAB仿真证明微惯性导航系统的位置误差、速度误差和姿态误差都得到了很好的抑制。同时提出了双领航艇领航的协同定位算法,该算法以航位推算为基础,然后对其工作原理进行介绍,推导出双领航艇协同定位的数学模型。然后,考虑到领航艇与跟随艇之间的通信存在延时问题,会对跟随艇的定位造成一定的影响,于是本文提出了一种将观测量进行更新的协同导航定位算法,即量测更新法,来减小通讯延时给跟随艇的定位带来的影响。该算法中,将跟随艇和领航艇处于两个不同时刻的状态组合起来,用组合起来的状态量作为整个系统的状态量,等到延时到达的时候,再对到达时刻的系统的状态方程进行重构,然后把量测信息的等效值代入重新构造之后的状态方程,依据最小方差估计,估计出延时下量测的最优值,以此来完成对状态方程和量测方程的重构。最后,利用MATLAB对协同定位算法的效果进行验证。先对基于微惯性导航系统的协同定位算法进行了仿真分析,验证了该算法对于应用在双领航艇编队和单领航艇编队中都能够使跟随艇有良好的跟随效果,同时通过对比,证明该算法应用在双领航艇协同编队中跟随艇的协同定位效果更好。接着对基于量测更新的协同定位算法进行了仿真,说明该算法同样能够使无人艇编队中的跟随艇具有良好的跟随效果,并且通过与基于微惯性导航系统的协同定位算法相比较,说明该算法相对于微惯性导航系统的协同定位算法,能够使USV主从编队中的跟随艇有更好的跟随效果以及使跟随艇的定位具有更高的精确度。最后又利用无人艇在水上的航行实验进行数据采集,利用MATLAB对这些数据进行分析,来验证该算法的可行性。