主从式协同导航系统中，领航AUV装备高精度惯性导航设备、多普勒速度计程仪、差分全球定位系统、水声通信设备等，跟随AUV装备低精度惯性导航设备、DVL、水声通信设备等。基于高低精度导航设备的传感网络，通过AUV间的相对测量与信息共享，实现整个编队的导航定位性能提升。 为实现跟随AUV没有装备惯性导航设备和DVL的情况下，还能够保障协同导航系统定位精度在允许范围内，将具有重大的研究价值。 针对以上思维，本参评项目通过大量的研发和改进提出了重大创新型的解决方案并围绕相关方案进行专利布局： 本项目以专利“ZL201910177062 .2 一种基于双运动模型的主从式多AUV协同导航方法”为项目核心基础专利，打破了单领航的局限性，创造性地将AUV相对运动状态空间模型与双领航模式的多AUV协同导航状态空间模型相结合，保障了多AUV协同导航系统的协同定位性能。通过建立跟随AUV与领航AUV间的相对运动状态空间模型，利用CKF估计跟随AUV与领航AUV的速度分量差值，建立双领航模式的多AUV协同导航状态空间模型，降低AUV系统配置的复杂性且节约了跟随AUV的内部空间、减轻重量。 为保障导航定位过程中，高低精度导航设备的定位性能、提高定位速率，本项目还做了以下研究工作： 项目专利“NL2026221 An improved multi-boat cooperative navigation method based on MEMS ”通过建立正滤波模型和逆滤波模型，将测量航向的MEMS陀螺仪的误差扩展为状态向量，在滤波过程有效地对误差进行补偿，逆滤波可以重复使用已存储的一小段数据，不需要收集更多的数据，显著提高滤波估计和计算机计算的速度。 项目专利“ZL201811534141 .6 基于声学测量网络的水下多AUV协同定位编队拓扑结构优化方法”在多随从AUV情况下，考虑了声学测距误差与距离的相关性，通过相应的概率密度，采用蒙特卡洛方法，结合退火思想的步进递推的策略，优化编队构型和位置布局，引入Metropolis准则，改善当局部最优解出现时迭代不再继续进行的情况，增加最终结果的精确性。 项目专利“ZL202010196612 .8 一种捷联惯导和多普勒组合系统标定方法”构建捷联惯导/GPS组合系统，通过坐标系转换关系的四元数描述方式对安装偏差进行建模，利用卡尔曼滤波技术进行状态估计，实现一种适用于SINS/DVL组合导航系统任意未知安装偏差角条件下的标定方法，标定结果精度高。 项目专利“ZL201910033292 .1一种基于多水听器提高多AUV协同定位性能的方法”,跟随AUV配置多个水听器，增加状态空间模型量测矩阵维数，降低AUV高机动性要求，通过EKF滤波方法，对跟随AUV定位，进而减少了多AUV协同导航系统中领航AUV的数量，降低了高精度测量单元的需求，节约了成本。