[發(fā)明專利]一種AUV平臺自適應定位與導航系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410828263.1
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN104569917A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設計）人: 岳志杰;焦君圣;王忠康;張宏滔;謝哲
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一五研究所
• 主分類號: G01S5/18
• 分類號: G01S5/18
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

1.一種AUV平臺自適應定位與導航系統(tǒng)，其特征在于：包括水下基站端、AUV平臺端及水聲通信與定位系統(tǒng)工作協(xié)議，AUV平臺端主動發(fā)射定位信號，由水下基站端超短基線模塊完成AUV方位測定后將結果發(fā)送給AUV平臺端，AUV平臺端解析測向結果并完成距離測定，最后將距離與方位信息整理打包后傳遞給AUV控制中心，進而指導AUV平臺工作，其中，AUV平臺端，包括：水聲通信MODEM-A及AUV控制中心單元；水下基站端，包括：水聲通信MODEM-B、超短基線陣及接駁站控制單元；水聲通信與定位系統(tǒng)工作協(xié)議，包括：水聲通信MODEM初始化和參數自適應配置、定位信號設計、定位與導航系統(tǒng)工作流程。

2.一種采用如權利要求1所述的AUV平臺自適應定位與導航系統(tǒng)的定位與導航方法，其特征在于：實現AUV平臺自適應定位與導航工作過程具體包括系統(tǒng)初始化、測定AUV平臺方位、AUV平臺與水下基站間距離測定、指導AUV平臺修正運動軌跡、反復測定AUV平臺與水下基站間相對距離與位置關系和到達水下基站過程；

其中系統(tǒng)初始化過程，包括以下步驟：

1)AUV平臺端MODEM-A與水下基站端MODEM-B之間參數自適應配置初始化；

2)AUV平臺端MODEM-A定點、定時發(fā)送測向信號，水下基站端超短極限陣接收測向信號并進行測向，結果送至顯控檢驗測向狀態(tài)；

3)接駁站段MODEM-B發(fā)送測距信號，AUV平臺端定點應答，接駁站端MODEM-B接收應答信號后進行測距并將結果送至顯控檢驗測距狀態(tài)；

完成上述初始化過程后，根據通信協(xié)議實現AUV平臺的精確導航，具體實現步驟如下：

4).AUV平臺開始水下航行，并通過AUV平臺端MODEM-A自適應時間間隔發(fā)射定位信號；

5).水下基站端接收水聲定位信號，完成定位，并通過水聲通信MODEM-B將定位結果發(fā)送至AUV平臺端MODEM-A；

6).AUV平臺間MODEM-A接收定位結果的同時根據自身發(fā)送的定位信號與接收到MODEM-B回復定位結果之間的時間延遲，測定自身與水下基站之間的距離，并將測向結果和自身的測距結果整理后發(fā)送到AUV平臺控制中心，控制中心根據此信息調整運動軌跡；

7).重復4)、5)、6)步驟的工作，直到AUV平臺達到制定工作位置；

所述的自適應時間間隔是指接收到接駁站端的應答信號后自動發(fā)射下一次的定位信號，如果在4s時間內沒有接收到接駁站端的應答信號同樣發(fā)射下一次的定位信號。

3.根據權利要求2所述的AUV平臺自適應定位與導航方法，其特征在于：系統(tǒng)初始化步驟1)所述的AUV平臺端MODEM-A與水下基站端MODEM-B之間參數自適應配置初始化，其實現過程具體包括以下步驟：

1).AUV平臺端MODEM-A與水下基站端MODEM-B上電；

2).AUV平臺端MODEM-A按照發(fā)射周期3s、發(fā)射功率3dB步長遞減發(fā)送功率檔位信息加雙方約定的握手信息；

3).水下基站端MODEM-B接收并統(tǒng)計對應各功率檔位的誤碼率，待完成全部檔位信息接收后，水下基站端MODEM-B用誤碼率最低的通信參數配置自己；

4).水下基站端MODEM-B將最優(yōu)的通信參數信息以約定的格式發(fā)送至AUV平臺端MODEM-A，MODEM-A根據接收到的參數信息完成自身配置。