[發明專利]海底大地基準多信標定位平臺及聯合標校方法

有效

• 申請號: 201910025374.1
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN109765524B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 高翔;魯德泉;黃敏燕;陳峰;楊雷;杜志元;劉坤;劉保華
• 申請（專利權）人: 國家深海基地管理中心;中國科學院聲學研究所東海研究站
• 主分類號: G01S5/18
• 分類號: G01S5/18;G01S19/42;G01S19/53
• 代理公司: 37241 青島中天匯智知識產權代理有限公司
• 代理人: 萬桂斌

本發明涉及水下信標定位領域，尤其是一種海底大地基準多信標定位平臺及聯合標校方法。包括搭載平臺，所述搭載平臺的底部為圓柱形支撐盤，圓柱形支撐盤的中心固定有控制艙，圓柱形支撐盤的上表面沿其圓周方向均勻間隔設置四個浮球信標單元，圓柱形支撐盤的底部沿其圓周方向均勻間隔設置四個坐底底腳；所述浮球信標單元包括浮球固定艙、浮球和聲學信標，浮球和聲學信標設置在浮球固定艙內，聲學信標設置在浮球固定艙的中心，聲學信標的底部設有雙重釋放機構，聲學信標的外側設有數個沿圓周方向間隔設置的浮球，浮球固定在浮球支架上。其降低了水下聲學信標釋放回收失敗的風險，并為多信標的聯合標校提供平臺條件，實現多個水下信標的聯合標校。

技術領域

本發明涉及水下信標定位領域，尤其是一種海底大地基準多信標定位平臺及聯合標校方法。

背景技術

上世紀80年代，美國Scripps海洋研究所提出海底大地控制網建設構想，因網絡系統研發和建設費用高、技術難度大，目前僅日本、韓國和美國等少數國家有能力開展海底控制網的布設、施測和應用研究工作。日本和韓國布設海底控制網主要用于沿岸地震的監測，多布設在地震斷裂帶附近水域。在布網方案方面，日本采用了陸地大地測量的布網原則，即首先布設I等控制網點，在此基礎上加密形成II等和III等控制網，但在如何適應海底環境、聲學測距特點和滿足定位精度要求的網點選址、網絡結構和形狀設計等方面國際上少有文獻；在海底大地控制網的建設方面，世界各國多采用GNSS與聲學定位技術相結合的海底大地基準測量方法，其中日本采用了海面平臺+GNSS+SBL+海底Beacon+海底電纜綜合觀測技術，韓國采用了GNSS與水聲定位(LBL+SBL)相結合的測量技術，美國的海底網絡因只用于水下導航和監測，海底控制網測量采用了GNSS定位技術，以上定位技術對于解決單個海底基準點的建設是有效的，但對于區域海底基準網建設則顯得費時費力，不利于海底大地基準網的長期運行和維護。

基于聲學信標的海底定位平臺是海底大地基準網的重要組成部分之一。隨著海洋科學研究、海洋環境保護、海洋災害預防應急、海洋權益維護等領域的快速發展，對海洋環境觀測和調查技術的要求越來越高。海底大地基準多信標定位平臺具有長期連續、不受海況和天氣影響、無需利用GPS進行校準、服務時間長的技術優勢。

20世紀末以來，世界各國紛紛開始進行海底網絡的建設，例如美國的長期生態系統觀測計劃LEO-15、日本的ARENA和DONET系統等。而海底大地基準定位平臺的設計研制是一個系統工程，研究適應于不同海域環境和作業條件的裝備，提高裝備應用的穩定性和可靠性并形成高效的系統定位標校模式，是我國海底大地基準定位裝備結構設計和用的發展方向。

發明內容

本發明的目的在于提出了一種海底大地基準多信標定位平臺及聯合標校方法，其降低了水下聲學信標釋放回收失敗的風險，并為多信標的聯合標校提供平臺條件，實現多個水下信標的聯合標校。

本發明的技術方案是：一種海底大地基準多信標定位平臺，包括搭載平臺，其中，所述搭載平臺的底部為圓柱形支撐盤，圓柱形支撐盤的中心固定有控制艙，圓柱形支撐盤的上表面沿其圓周方向均勻間隔設置四個浮球信標單元，圓柱形支撐盤的底部沿其圓周方向均勻間隔設置四個坐底底腳；

所述浮球信標單元包括浮球固定艙、浮球和聲學信標，浮球和聲學信標設置在浮球固定艙內，聲學信標設置在浮球固定艙的中心，聲學信標的底部設有雙重釋放機構，聲學信標的外側設有數個沿圓周方向間隔設置的浮球，浮球固定在浮球支架上，浮球支架與浮球固定艙固定連接；

所述雙重釋放機構包括連接板、釋放單元和備用釋放單元，連接板通過釋放單元與聲學信標的底部連接，備用釋放單元包括釋放底座、釋放長軸和電磁鐵，電磁鐵設置在控制艙的底部，釋放長軸設置在圓柱形支撐盤內，釋放底座位于連接板的下方，釋放底座的頂端與連接板的底部固定連接，釋放底座的下部設有軸孔，釋放長軸的一端插入釋放底座的軸孔內，另一端靠近電磁鐵，同時釋放長軸的外側設有長軸彈簧，長軸彈簧的一端與釋放長軸連接，另一端與圓柱形支撐盤連接，聲學信標正常工作時，電磁鐵斷電。