[發明專利]一種水聲定位與授時浮標及水下定位方法

有效

• 申請號: 202010020037.6
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111142144B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 王勝利;鄭衍寧;周興華;胡亮亮
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01S19/47
• 分類號: G01S19/47;G01S19/33;G01S5/22;G01C21/16
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 肖峰

1.一種水聲定位與授時浮標的水下定位方法，其特征在于，所述水聲定位與授時浮標包括多天線GNSS接收機、慣性測量單元、水聲定位設備、衛星通訊機、水聲通訊設備、電池和控制器；

多天線GNSS接收機用于測量主天線的精確坐標和各天線相對于主天線的坐標增量值，得到浮標的地固坐標系坐標和浮標的姿態信息；

慣性測量單元用于測量浮標的角速度和加速度信息，并根據一組浮標的起始位置、速度和姿態信息，附加誤差的連續計算出之后任意時刻的位置、速度和姿態；

水聲定位設備用于向水下發射連續的聲學信號，水下載體接收聲學信號并測得相對于LBL設備的信號傳播時間；

衛星通訊機用于從衛星獲取實時的精密改正信息；

電池用于為浮標提供電能；

控制器用于接收數據、定位、發送結果和控制其他設備；

多天線GNSS接收機為單個多天線GNSS接收機或多個單天線GNSS接收機；

在進行水下目標定位與授時，所述水下定位方法包括以下步驟：

(1)在載體上安裝水聲定位設備，用于被動接收浮標定位信號測量時間差；

(2)在水面上安放至少四部水聲定位與授時浮標，保證浮標正面向上漂浮在水面上；

(3)浮標從多天線GNSS接收機、慣性測量單元和衛星通訊機的天線分別接收GNSS觀測數據、IMU觀測數據以及精密改正信息；

(4)浮標根據接收的GNSS觀測數據、GNSS精密改正信息和IMU觀測數據，進行高精度PPP/INS組合導航定位，得到高精度的浮標位置、鐘差和姿態信息；

(5)浮標的水聲定位設備向水下載體發送信號，并在信號上調制浮標自身位置、鐘差信息；

(6)水下載體使用水聲定位設備接收到信號；

(7)水下載體根據信號得到至少四個斜距觀測值和浮標各自的位置、鐘差信息，進行距離交會定位，完成定位與授時。