[發(fā)明專利]一種深海運載器通信定位導航授時一體化方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810877550.X
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN108955678B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設計）人: 張同偉;秦升杰;王向鑫;唐嘉陵;魯?shù)氯?/a>;李正光
• 申請（專利權）人: 國家深海基地管理中心
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01S15/06;G01S15/58;G01S15/88;H04B7/185
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

1.一種深海運載器通信定位導航授時一體化方法，其特征在于，所述一體化方法應用于深海運載器通信定位導航授時一體化裝置，所述裝置包括水面監(jiān)控平臺、深海運載器和科考船/岸基監(jiān)控中心，所述一體化方法包括：

獲取水面監(jiān)控平臺的經緯度和時間信息；

將水面監(jiān)控平臺的經緯度和所述時間信息以水聲通信的方式下發(fā)至深海運載器；

通過深海運載器解碼通信信息，獲取水面監(jiān)控平臺發(fā)射通信信息時的經緯度和時間；

獲取深海運載器接收到通信信息的時間；

根據(jù)水面監(jiān)控平臺發(fā)射通信信息的時間和深海運載器接收到通信信息的時間，得到傳播時延；

獲取所述深海運載器的聲速剖面和所述深海運載器深度；

根據(jù)所述聲速剖面、所述深海運載器深度和所述傳播時延，構建本征聲線；

根據(jù)所述本征聲線和所述深海運載器深度，得到水面監(jiān)控平臺與深海運載器的水平距離；

獲取所述水面監(jiān)控平臺相對于所述深海運載器的精確方位角；

根據(jù)所述傳播時延、所述方位角和所述深海運載器深度確定所述深海運載器相對所述水面監(jiān)控平臺的相對位置信息；

根據(jù)所述相對位置信息和所述水面監(jiān)控平臺經緯度信息計算所述深海運載器的絕對位置信息；

獲取所述深海運載器的慣性導航信息和多普勒計程儀信息；

將所述水面監(jiān)控平臺的經緯度信息、所述水平距離、所述絕對位置信息、所述慣性導航信息和所述多普勒計程儀信息進行融合校正，得到組合導航信息；

將所述深海運載器組合導航信息和所述深海運載器狀態(tài)信息以水聲通信的方式向上發(fā)送至所述水面監(jiān)控平臺；

通過所述水面監(jiān)控平臺解碼通信信息，獲取所述深海運載器發(fā)射的通信信息，并通過衛(wèi)星轉發(fā)給科考船/岸基監(jiān)控中心；

所述水面監(jiān)控平臺和所述深海運載器同時向對方發(fā)射授時聲脈沖信號，并接收對方發(fā)送的授時聲脈沖信號；

測量所述水面監(jiān)控平臺發(fā)射授時聲脈沖信號的時間以及所述水面監(jiān)控平臺接收到所述深海運載器發(fā)射的授時聲脈沖信號的時間，記為第一時間間隔；

測量所述深海運載器發(fā)射授時聲脈沖信號的時間以及所述深海運載器接收到所述水面監(jiān)控平臺發(fā)射的授時聲脈沖信號的時間，記為第二時間間隔；

根據(jù)所述第一時間間隔和所述第二時間間隔，計算所述水面監(jiān)控平臺和所述深海運載器的時間差；

根據(jù)所述時間差對所述深海運載器的時鐘進行授時。

2.根據(jù)權利要求1所述的深海運載器通信定位導航授時一體化方法，其特征在于，所述根據(jù)所述水面監(jiān)控平臺發(fā)射通信信息的時間和所述深海運載器接收到通信信息的時間，得到傳播時延，具體包括：

根據(jù)所述深海運載器通信解碼獲得的所述水面監(jiān)控平臺發(fā)射通信信息的時刻和所述深海運載器接收到通信信息的時刻，確定水聲通信信號的傳播時延。

3.根據(jù)權利要求1所述的深海運載器通信定位導航授時一體化方法，其特征在于，所述根據(jù)所述本征聲線和所述深海運載器深度，得到水面監(jiān)控平臺與深海運載器的水平距離，具體包括：

根據(jù)所述本征聲線和所述深海運載器深度采用勾股定理，得到所述水面監(jiān)控平臺與所述深海運載器的水平距離。

4.根據(jù)權利要求1所述的深海運載器通信定位導航授時一體化方法，其特征在于，獲取所述水面監(jiān)控平臺相對于所述深海運載器的精確方位角，具體包括：

根據(jù)前面一段時間內的所述深海運載器航跡和所述水面監(jiān)控平臺航跡，初步估計所述水面監(jiān)控平臺相對于所述深海運載器的方位角；

根據(jù)深海運載器接收到的通信信號和所述方位角，確定所述水面監(jiān)控平臺相對于所述深海運載器的精確方位角。