[發明專利]一種多用戶水下超短基線定位設備與方法

有效

• 申請號: 201010502974.1
• 申請日: 2010-10-12
• 公開（公告）號: CN101975949A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 李宇;黃海寧;王靜
• 申請（專利權）人: 蘇州桑泰海洋儀器研發有限責任公司
• 主分類號: G01S15/06
• 分類號: G01S15/06;G01S7/52;H04L9/00
• 代理公司: 蘇州市新蘇專利事務所有限公司 32221
• 代理人: 徐鳴

1.一種多用戶水下超短基線定位設備，其特征在于：所述設備包括五元十字陣超短基線定位與導航系統和信標系統兩部分，其中：

所述的五元十字陣超短基線定位與導航系統包括五元十字陣、定位與導航系統密封電子分系統、姿態儀、衛星定位接收模塊和顯示控制中心，所述的五元十字陣、姿態儀分別通過線纜與定位與導航系統密封電子分系統相連；所述的定位與導航系統密封電子分系統與姿態儀通過水密纜與顯示控制中心相連；衛星定位接收模塊通過屏蔽線纜與顯示控制中心相連。

所述的信標系統包括控制模塊、信標系統密封電子分系統以及信標用收發共置換能器，所述的控制模塊通過線纜與所述的信標系統密封電子分系統相連，所述的信標用收發共置換能器與信標系統密封電子分系統相連。

2.根據權利要求1所述的多用戶水下超短基線定位設備，其特征在于：所述的五元十字陣包括一個收發共置換能器、四個接收換能器，其中收發共置換能器位于陣列中心，四個接收換能器分別位于以收發共置換能器為幾何中心的正方形頂點，該五元十字陣通過線纜與所述的定位與導航系統密封電子分系統相連。

3.根據權利要求2所述的多用戶水下超短基線定位設備，其特征在于：所述的收發共置換能器和接收換能器通過空心支架固定，且其連接線纜通過支架內心導出并接入定位與導航系統密封電子分系統。

4.根據權利要求1所述的多用戶水下超短基線定位設備，其特征在于：所述的定位與導航系統密封電子分系統包括接收模塊、相關檢測器、副本生成器、混沌序列發生器、同步發生器、用戶識別器、時延估計器、相對方位測算器、絕對方位映射器、姿態校正器、深度計、發射模塊、消息調制模塊以及用戶消息發生器；所述接收模塊將五元十字陣所采集的模擬信號進行濾波放大后轉換成五路數字信號，并傳送給相關檢測器；所述相關檢測器根據副本生成器所產生的混沌調頻調相序列副本和同步發生器提供的同步時鐘，進行副本相關、峰值檢測以及用戶歸類，將檢測結果分別發送至用戶識別器和時延估計器；所述副本生成器根據由混沌序列發生器獲得的混沌序列產生混沌調頻調相序列副本；所述混沌序列發生器根據顯示控制中心所提供的待檢測用戶信息根據混沌序列映射產生相應的混沌序列；所述同步發生器產生同步時鐘提供給相關檢測器和時延估計器使用；所述用戶識別器根據相關檢測器提供的檢測結果確定用戶信息，并將用戶信息發送給相對方位測算器和絕對方位測算映射器；所述時延估計器根據相關檢測器提供的對應用戶的五路峰值檢測結果進行相對時延估計；所述相對方位測算器根據時延估計器提供的對應用戶相對時延估計值和姿態校正器提供的姿態校正數據根據五元十字陣位置關系，計算對應用戶的相對方位；所述絕對方位映射器根據相對方位測算器所提供的對應用戶的相對方位和衛星定位接收模塊所提供的絕對地理坐標，映射對應用戶的絕對方位坐標；所述姿態校正器根據姿態儀數據產生姿態校正數據；所述的深度計獲得五元十字陣在水中的深度；所述用戶消息發生器根據反饋用戶消息產生用戶反饋消息；所述消息調制模塊將用戶反饋消息進行通信調制，產生用戶反饋信號；所述發射模塊將用戶反饋信號進行發射匹配和功率放大后，通過收發共置換能器轉換成聲信號發送到水聲信道中。

5.根據權利要求1所述的多用戶水下超短基線定位設備，其特征在于：所述的信標系統密封電子分系統包括用戶標識器、混沌序列發生器、信標發生器、發射模塊、接收模塊以及消息解調模塊，所述用戶標識器根據控制模塊設置指令將所述設備唯一確定的用戶標識發送給混沌序列發生器；所述的混沌序列發生器根據用戶標識產生與之相對應的混沌序列；所述信標發生器根據混沌序列發生器產生的混沌序列產生混沌調頻信號；所述發射模塊將所述的混沌調頻信號進行發射匹配和功率放大后，通過信標用收發共置換能器轉換成聲信號發送到水聲信道中；所述接收模塊處理并檢測信標用收發共置換能器所接收到的定位與導航系統反饋信號；所述消息解調模塊將接收模塊檢測到的定位與導航系統反饋信號進行通信解調，將反饋消息發送給控制模塊提示蛙人。