[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 201010502974.1
• 申請日: 2010-10-12
• 公開（公告）號: CN101975949A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發(fā)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(fā)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

技術領域????本發(fā)明屬于便攜式通信與定位聲納裝備領域，特別涉及一種利用混沌調頻調相序列進行多用戶定位與導航的超短基線定位聲納設備與方法。本發(fā)明主要用于水下潛水作業(yè)蛙人和水下無人潛水器的中近程定位與導航中。

背景技術????蛙人或無人潛水器在進行潛水作業(yè)時，出于操作與安全的考慮，水面基地必須對蛙人或無人潛水器所處的位置進行實時的監(jiān)控。水下定位與導航系統(tǒng)按基線長度分類，一般分為長基線(100m～6000m)、短基線(1m～50m)以及超短基線(＜1m)三類，其中長基線和短基線由于設備復雜且尺寸龐大并不適用于蛙人或無人潛水器水下定位與導航，而超短基線系統(tǒng)一般尺寸較小設備便于攜帶，因此是比較理想的蛙人水下定位與導航方式，但一般的超短基線存在定位精度較低的問題。目前，適于蛙人潛水作業(yè)或水下無人潛水器工作使用的基線系統(tǒng)主要以短基線/超短基線系統(tǒng)為主，如美國IXSEA公司的GAPS系統(tǒng)，一般僅支持單個用戶使用或者多個窄帶用戶使用，在大型作業(yè)中往往需要多個潛水員或水下無人潛水器編隊工作，同時需要各編隊成員的高精度的定位信息，因此需要同時滿足多個寬帶用戶精確定位與導航的超短基線系統(tǒng)。本發(fā)明利用混沌調頻調相序列進行寬帶超短基線精確定位與導航，所設計的便攜式水下定位設備可以與水聲通信設備結合一體，能夠滿足多用戶同時提供精確定位與導航的要求。

發(fā)明內容????本發(fā)明的第一個目的是提供一種利用混沌調頻調相序列進行超短基線精確定位，來滿足水下蛙人或無人潛水器中近程多用戶同時定位與導航的便攜式水下定位聲納設備，本發(fā)明的再一個目的是提供一種利用混沌調頻調相序列進行超短基線精確定位，來滿足水下蛙人或無人潛水器中近程多用戶同時定位與導航的便攜式水下定位聲納的方法。本發(fā)明通過混沌調頻調相序列信標，多脈沖檢測與用戶標識以及五元十字陣寬帶超短基線方法，來完成水面基地對蛙人或無人潛水器多用戶的實時高精度定位與導航。

實現(xiàn)本發(fā)明第一個目的的技術方案是這樣的：

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(tǒng)和信標系統(tǒng)兩部分，其中：

所述的五元十字陣超短基線定位與導航系統(tǒng)包括五元十字陣、定位與導航系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)、姿態(tài)儀、衛(wèi)星定位接收模塊和顯示控制中心，所述的五元十字陣、姿態(tài)儀分別通過線纜與定位與導航系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)相連；所述的定位與導航系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)與姿態(tài)儀通過水密纜與顯示控制中心相連；衛(wèi)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(tǒng)包括控制模塊、信標系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)以及信標用收發(fā)共置換能器，所述的控制模塊通過線纜與所述的信標系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)相連，所述的信標用收發(fā)共置換能器與信標系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)相連。

所述的五元十字陣包括一個收發(fā)共置換能器、四個接收換能器，其中收發(fā)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(fā)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(tǒng)密封電子分系統(tǒng)相連。

所述的收發(fā)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(tǒng)密封電子分系統(tǒng)。