[發明專利]一種深遠海低成本長航時協同導航定位系統

在審

• 申請號: 202010169386.4
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111366962A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 張同偉;韓光潔;閆磊;李海兵;孫秀軍;張帥;劉靜曉;楊磊
• 申請（專利權）人: 國家深海基地管理中心;青島海洋科學與技術國家實驗室發展中心
• 主分類號: G01S19/47
• 分類號: G01S19/47;G01C21/16;G01S15/08;G01S15/87
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉鳳玲

1.一種深遠海低成本長航時協同導航定位系統，其特征在于，包括：依次連接的岸基監控中心、波浪滑翔器和水下航行器，所述岸基監控中心用于將路徑規劃方案發送給所述波浪滑翔器；所述波浪滑翔器用于根據所述路徑規劃方案，跟隨所述水下航行器航行，并且將所述波浪滑翔器的狀態信息與所述水下航行器的狀態信息實時反饋至所述岸基監控中心；所述岸基監控中心用于根據所述波浪滑翔器的狀態信息與所述水下航行器的狀態信息實時調整路徑規劃方案；所述波浪滑翔器與所述水下航行器上分別安裝水聲通信機，用于兩者之間的信息交互，所述波浪滑翔器通過衛星獲取自身位置和時間信息，并以水聲通信的方式下發給所述水下航行器，供所述水下航行器解算兩者之間的水平距離，用于輔助所述水下航行器上的MEMS傳感器進行導航定位。

2.根據權利要求1所述的深遠海低成本長航時協同導航定位系統，其特征在于，所述岸基監控中心包括第一衛星通信單元、信息處理單元和顯示器；

所述第一衛星通信單元分別與所述信息處理單元和所述波浪滑翔器連接，所述第一衛星通信單元用于將所述波浪滑翔器發來的波浪滑翔器的狀態信息和水下航行器的狀態信息轉發至所述信息處理單元，同時接收所述信息處理單元的指令，并發送給所述波浪滑翔器；所述信息處理單元用于對所述波浪滑翔器的路徑進行規劃，并將路徑規劃方案通過所述第一衛星通信單元發送給所述波浪滑翔器；所述顯示器與所述信息處理單元連接，所述顯示器用于顯示所述水下航行器的狀態信息、所述波浪滑翔器的狀態信息和路徑規劃信息。

3.根據權利要求2所述的深遠海低成本長航時協同導航定位系統，其特征在于，所述波浪滑翔器包括第二衛星通信單元、衛星定位單元、第一水聲通信機、路徑規劃處理單元、表面聲速計和第一原子鐘；

所述第二衛星通信單元通過衛星與所述第一衛星通信單元連接；所述第二衛星通信單元與所述第一水聲通信機連接，所述第二衛星通信單元用于將所述信息處理單元發出的指令通過所述第一衛星通信單元轉發給所述第一水聲通信機，或者轉發所述第一水聲通信機接收的水下航行器狀態信息；所述第二衛星通信單元與所述路徑規劃處理單元連接，所述第二衛星通信單元用于接收來自所述信息處理單元發來的路徑規劃方案，或將所述波浪滑翔器路徑規劃方案的執行情況反饋給所述顯示器；

所述衛星定位單元與所述第一水聲通信機連接，所述衛星定位單元用于為所述第一水聲通信機提供波浪滑翔器的經度、維度和時間信息；所述衛星定位單元與所述路徑規劃處理單元連接，所述衛星定位單元用于為所述路徑規劃處理單元提供波浪滑翔器的經度、維度和時間信息；所述衛星定位單元與所述第一原子鐘連接，所述衛星定位單元用于實時校正所述第一原子鐘隨時間的漂移；

所述第一水聲通信機與所述衛星定位單元連接，所述第一水聲通信機用于以高更新率將所述衛星定位單元提供的波浪滑翔器經度、維度和時間信息下發至所述水下航行器，或者接收所述水下航行器發來的水聲通信信息；所述第一水聲通信機與所述第二衛星通信單元連接，所述第一水聲通信機通過所述第二衛星通信單元接收來自所述第一衛星通信單元發來的指令，或者將所述水下航行器狀態信息發送給岸基監控中心；

所述路徑規劃處理單元與所述第二衛星通信單元連接，所述路徑規劃處理單元通過所述第二衛星通信單元接收來自所述第一衛星通信單元發來的路徑規劃方案，或將所述波浪滑翔器路徑規劃方案執行情況反饋給所述岸基監控中心；

所述表面聲速計與所述第一水聲通信機連接，所述表面聲速計用于提供表層聲速信息，并通過所述第一水聲通信機發送給所述水下航行器；

所述第一原子鐘與所述第一水聲通信機連接，所述第一原子鐘用于為所述第一水聲通信機提供時間基準。