在浅海区域，AUV可以在出水时利用卫星和陆基无线电进行导航校准；在近海底区域，AUV可以利用多普勒声呐计程仪或者海底地形地貌匹配进行导航校准；在深海区域，当AUV距离水面和海底都较远时，既接收不到卫星和陆基无线电信号，也无法获取海底地形地貌和AUV相对海底的绝对速度，同时水声定位也会因时延而无法较好地提高导航精度，此时协同导航将是提高组网AUV导航精度的重要方法。AUV通常采取的导航方式是：以自主导航为主，以外部信息校正为辅。

精确的导航定位能力是AUV成功执行任务的前提。最常用且应用最早的导航方法是航位推算法，该方法是根据已知的航行器的位姿、航向、速度和时间将AUV的速度对时间进行积分来推算出新的位置信息。推算过程中不需要借助其他的参考基准，可以独立地完成导航任务，但是测速仪等有着较大的测速误差并且容易受到洋流的干扰，使得航位推算的误差随时间不断累积增加。当采用高精度的惯性导航设备时，也会由于AUV作业时间的增加而引起惯性导航误差的累积，导致导航精度偏低。此时，如果让AUV频繁地浮出水面使用卫星定位进行误差修正，不仅会暴露AUV的位置，也会因为上下往返而减少执行任务的有效时间。但是组网AUV协同导航是利用水声通信技术将各个AUV携带导航传感器的量测信息进行共享，通过AUV之间的相对位置关系进行融合能够有效抑制航位推算的自主导航误差对协同导航的影响。

组网AUV的协同导航主要有两种方式：并行式和主从式［2］。

（1）主从式。

如图5-2所示，在组网AUV协同导航定位过程中，主从AUV携带不同精度的导航传感器，主从AUV之间通过水声探测和通信装置建立联系，达到协同导航的目的。主AUV装备高精度惯性导航设备、多普勒测速仪、差分GPS、水声通信设备等，其导航系统以捷联惯导设备为主，初始位置通过差分GPS获得，以多普勒测速仪测量的绝对速度作为捷联惯导外部输入，进一步提高导航精度。从AUV装备低精度航位推算导航设备、GPS、水声通信设备等。主AUV、从AUV在执行任务前，均通过GPS进行时间校正，以保证时间同步。在协同导航定位过程中，主AUV按照预先约定的时间间隔向外发射固定频率的声脉冲信号，间隔一段时间后，通过水声通信装置广播主AUV的自身位置。从AUV接收到声脉冲信号和主AUV的位置后，由声脉冲信号解算出相对距离，再根据获取到的主AUV位置完成自身位置的更新。

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图5-2　主从式

（2）并行式。

如图5-3所示，在组网AUV协同导航过程中，群体中的每个AUV具有同等的地位，通常是由多个配置相同的AUV组成，要求AUV通过水声通信或探测等方法与多个邻近的AUV通信，进行信息交互，实现导航信息共享，利用配置的分布式非线性滤波器实现对自身位置的更新。各AUV在执行任务前，均通过GPS进行时间校正，在协同导航定位过程中，各AUV按照预先约定的时间间隔向外发射固定频率的声脉冲信号，间隔一段时间后，通过水声通信装置各AUV广播自身的位置信息。各AUV接收到声脉冲信号和其他AUV的位置后，由声脉冲信号解算出相对距离，再根据获取到的其他AUV位置完成自身位置的更新。

图5-3　并行式