[發明專利]一種水下航行器定位系統及方法

在審

• 申請號: 201911032453.1
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110673167A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 楊勇
• 申請（專利權）人: 中國船舶工業集團公司第七0八研究所
• 主分類號: G01S19/14
• 分類號: G01S19/14;G01S19/41
• 代理公司: 31272 上海申新律師事務所
• 代理人: 俞滌炯

本發明涉及一種水下航行器勘探技術領域，具體涉及一種水下航行器定位系統及方法，系統包括：一船基數據控制中心，用于發送定位請求信號；一有纜遙控水下航行器，所述有纜遙控水下航行器上設有一水下收發機，所述水下收發機與所述船基數據控制中心無線通信連接；GPS智能浮標，設置于所述有纜遙控水下航行器一預設范圍內，與所述水下收發機無線通信連接；一岸基差分GPS基準站，用于發送一差分信號；所述船基數據控制中心、所述GPS智能浮標及所述岸基差分GPS基準站通過一通訊傳輸衛星無線通信連接。本發明系統采用所述方法，確保有纜遙控水下航行器在光線昏暗的海底下實現準確定位。

技術領域

本發明涉及一種水下航行器勘探技術領域，尤其涉及一種水下航行器定位系統及方法。

背景技術

在大洋勘探過程中，如何在昏暗的深海中實現有纜遙控水下航行器準確定位，確保勘探作業安全運行，一直是研究的熱點和前沿。水下聲學定位技術是指利用水聲設備確定水下載體或者水下設備的方位、距離的技術。其技術原理為利用時延定位或相位定位，兩種方法都是利用待定目標節點和已知接收節點間的時延關系或者相位關系建立定位方程組，求解方程組獲取源目標節點位置的估計值。

為提高有纜遙控水下航行器定位精度，確保海底勘探安全運行，亟需對水聲定位理論、方法與工具進行研究。

發明內容

為了解決以上技術問題，本發明提供了一種水下航行器定位系統及方法。

本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案實現：

一種水下航行器定位系統，其特征在于，包括：

一船基數據控制中心，用于發送定位請求信號；

一有纜遙控水下航行器，所述有纜遙控水下航行器上設有一水下收發機，所述水下收發機與所述船基數據控制中心無線通信連接；

一GPS智能浮標，設置于所述有纜遙控水下航行器一預設范圍內，與所述水下收發機無線通信連接；

岸基差分GPS基準站，用于發送一差分信號；

所述船基數據控制中心、所述GPS智能浮標及所述岸基差分GPS基準站通過一通訊傳輸衛星無線通信連接。

優選的，所述船基數據控制中心向所述水下收發機發送所述定位請求信號，所述水下收發機接收到所述定位請求信號后發出一定位信號。

優選的，所述GPS智能浮標接收所述水下收發機的所述定位信號，對所述定位信號延遲時間進行計算得到一延遲時間數據。

優選的，所述GPS智能浮標提供姿態校準數據、GPS定位數據，并將所述姿態校準數據、所述GPS定位數據與所述延遲時間數據進行調制，并經過所述通訊傳輸衛星傳回所述船基數據控制中心。

優選的，所述船基數據控制中心將所述岸基差分GPS基準站發出的所述差分信號與所述GPS智能浮標調制后的所述延遲時間數據、所述姿態校準數據、所述GPS定位數據融合后計算出所述有纜遙控水下航行器的位置，并將結果實時動態地顯示出來。

一種水下航行器定位方法，包括：

步驟S1,所述船基數據控制中心發送所述定位請求信號激活所述有纜遙控水下航行器的所述水下收發機；

步驟S2，所述水下收發機發出節點坐標位置(x,y)到所述GPS智能浮標，所述GPS智能浮標再將所述GPS智能浮標節點坐標位置以及所述水下收發機坐標位置通過所述通訊傳輸衛星傳回所述船基數據控制中心；

步驟S3，所述船基數據控制中心建立方程組，通過對所述方程組中各個等式進行泰勒級數展開，不斷進行迭代求解，當滿足停止迭代條件后，得到所述有纜遙控水下航行器原始節點位置的估計值；