[發明專利]一種水聲信標搜尋定位方法及系統

在審

• 申請號: 201910325092.3
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110109047A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 張安民;翟京生;付曉梅;楊君;郭博峰;曹宇;張學峰;張殿君
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01S1/76
• 分類號: G01S1/76;G01S19/49;G01C21/16
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李林娟

本發明公開了一種水聲信標搜尋定位方法及系統，方法包括：獲取水聲信標主體入水前的經緯度信息；獲取水聲信標主體入水后的慣性導航位置信息；將經緯度信息和慣性導航信息進行融合，得到水聲信標主體入水后的組合導航位置信息；將組合導航位置信息以水聲通信的方式發送；接收并解碼水聲通信信號，獲取入水后的組合導航位置信息。系統包括：衛星定位模塊，慣性導航模塊，組合導航模塊，水聲通信發射模塊，水聲通信接收模塊，以及組合導航位置信息解碼模塊。本發明能夠實現水聲信標信號的快速大范圍搜尋定位，從根本上解決水聲信標搜尋效率低，定位時間長，定位精度差等問題，提高水下目標搜尋定位效率。

技術領域

本發明涉及水下目標搜尋定位技術領域，尤其涉及一種水聲信標搜尋定位方法及系統。

背景技術

隨著我國維護海洋權益和開發利用海洋資源的行動相應發展，船舶、飛機、人員以及海底作業設備在海上活動的數量、密度不斷加大，發生事故、險情以及應急打撈的概率隨之增加。水聲通信是目前水下無線通信中最有效的技術手段，水聲信標已從傳統的飛機、艦船黑匣子等應用領域擴展到海上作業的各個領域，逐步實現海上各作業領域的廣泛應用，為海上搜尋搜救提供了有效的保障。

對于海上突發事故，快速而有效地實現對水聲信標的探測、定位和打撈，有助于及時分析事故原因，從而正確做出事故調查結論。目前水聲信標的搜尋和定位，主要是利用船載固定式或潛水員手持便攜式搜尋定位設備搜尋水聲信標發出的超聲波信號。信號形式滿足國際SAE-AS8045A標準的水聲信標工作頻率為37.5kHz，聲源級一般為160dB，作用距離在2-3km范圍內，只適用于在小作業區域內持續進行信號跟蹤,確定信標大致范圍，不能夠進行大范圍的高效率搜尋；同時受電池供電的條件限制，聲信標水下工作時間一般為30天，要求在較大深度范圍內進行聲信標快速搜尋，以保證在聲信標供電失效前及時能完成搜尋目標定位，為打撈作業提供保障。

發明內容

本發明提供了一種水聲信標搜尋定位方法及系統，本發明能夠實現水聲信標信號的快速大范圍搜尋定位，從根本上解決水聲信標搜尋效率低，定位時間長，定位精度差等問題，提高水下目標搜尋定位效率，詳見下文描述：

一種水聲信標搜尋定位方法，所述定位方法包括以下步驟：

獲取水聲信標主體入水前的經緯度信息；獲取水聲信標主體入水后的慣性導航位置信息；

將經緯度信息和慣性導航信息進行融合，得到水聲信標主體入水后的組合導航位置信息；

將組合導航位置信息以水聲通信的方式發送；

接收并解碼水聲通信信號，獲取入水后的組合導航位置信息。

一種水聲信標搜尋定位系統，所述定位系統包括：

衛星定位模塊，用于獲取水聲信標主體入水前的經緯度信息；

慣性導航模塊，用于獲取水聲信標主體入水后的慣性導航信息；

組合導航模塊，用于將經緯度信息和慣性導航信息進行融合，得到水聲信標主體入水后的組合導航位置信息；

水聲通信發射模塊，用于將水聲信標主體入水后的組合導航位置信息基帶數據以水聲通信的方式發送；

水聲通信接收模塊，用于接收水聲通信信號；

組合導航位置信息解碼模塊，用于解碼水聲信標主體發射的水聲通信信號，獲取水聲信標主體入水后的組合導航位置信息。

進一步地，所述衛星定位模塊、慣性導航模塊、組合導航模塊、水聲通信發射模塊共同組成了水聲信標主體裝置。

其中，所述水聲通信接收模塊、組合導航位置信息解碼模塊共同組成了搜尋定位裝置。

進一步地，所述水聲通信接收模塊由水聲換能器、濾波電路、低噪聲放大電路和數字解調電路組成。