[發明專利]精度誤差補償方法和基于該方法的自校準聲信標定位設備

在審

• 申請號: 202011355946.1
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112540340A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 熊明磊;陳龍冬;王愿祥
• 申請（專利權）人: 博雅工道（北京）機器人科技有限公司
• 主分類號: G01S1/76
• 分類號: G01S1/76;G01S19/14
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 張肖

本發明提供了一種精度誤差補償方法和基于該方法的自校準聲信標定位設備，涉及定位系統技術領域，解決了現有技術中定位不準確的問題，本發明包括超短基線水聲定位系統、第二GPS衛星定位系統和聲信標載體，超短基線水聲定位系統包括第一GPS衛星定位系統、信號處理單元、超短基線聲基陣、超短基線應答器和輔助傳感器，第二GPS衛星定位系統與超短基線應答器連接于聲信標載體。本發明通過讓聲信標自定位位置沿豎向方向地浮出水面，利用第二GPS衛星定位系統獲取聲信標所處水面絕對位置，同時利用獲取的絕對位置與超短基線水聲定位系統推算出來的聲信標的相對位置進行對比，實時修正超短基線水聲定位系統的定位算法，具有定位準確的優點。

技術領域

本發明涉及定位系統技術領域，具體的說，是一種精度誤差補償方法和基于該方法的自校準聲信標定位設備。

背景技術

聲信標設備是超短基線水聲定位系統中的一部分。根據實際需求聲信標可以搭載在ROV，無人潛航器，潛水艇等水下作業設備上。聲信標與聲基陣進行實時通信，可以有效的確定聲信標與聲基陣之間的相對坐標位置，再根據聲基陣的絕對地理坐標，可以推算出水下搭載有聲信標的水下設備的絕對位置坐標，極大地提高了水下作業的作業效率，作業精度等。但是由于不同水域，不同環境下聲信標聲基陣相互通信的水域介質存在明顯的不確定性，導致水下聲傳播的不確定性，從而導致超短基線定位精度的存在明顯的誤差，誤差會造成定位的不確定性，從而導致水下作業機器人的作業效率低下。

發明內容

本發明的目的在于設計出一種精度誤差補償方法和基于該方法的自校準聲信標定位設備，具有定位準確的優點。

本發明通過下述技術方案實現：

本發明提供了一種自校準聲信標定位設備，包括超短基線水聲定位系統、第二GPS衛星定位系統和聲信標載體，所述超短基線水聲定位系統包括第一 GPS衛星定位系統、信號處理單元、超短基線聲基陣、超短基線應答器和輔助傳感器，所述第二GPS衛星定位系統與所述超短基線應答器連接于所述聲信標載體。

采用上述設置結構時，可通過讓聲信標載體攜帶第二GPS衛星定位系統和應答器自定位位置沿豎向方向地浮出水面，利用浮出水面的第二GPS衛星定位系統獲取聲信標所處水面的絕對位置，同時利用獲取的絕對位置與超短基線水聲定位系統推算出來的聲信標的相對位置進行對比，實時修正超短基線水聲定位系統的定位算法以使其所推算的聲信標的相對位置更接近聲信標所處水面的絕對位置，進而進一步計算出聲信標所處定位位置的深度和經緯度，這種自校準聲信標定位設備，彌補了因為水域各種復雜因素對聲速的變化造成對超短基線水聲定位精度的影響。

進一步的為更好的實現本發明，特別采用下述設置結構：所述輔助傳感器包括與所述信號處理單元連接的運動傳感器和電羅經。

進一步的為更好的實現本發明，特別采用下述設置結構：所述第二GPS衛星定位系統設置有GPS休眠模塊，所述GPS休眠模塊為壓力傳感器。

進一步的為更好的實現本發明，特別采用下述設置結構：所述第二GPS衛星定位系統的工作壓力值在0-2個大氣壓之間。

采用上述設置結構時，通過壓力傳感器將第二GPS衛星定位系統的工作壓力值在0-2個大氣壓之間能夠使第二GPS衛星定位系統在2個大氣壓以上的水面之下處于休眠狀態，在接近水面時才會開啟工作，以保證自校準聲信標定位設備較低的功耗。

進一步的為更好的實現本發明，特別采用下述設置結構：所述聲信標載體為ROV。

本發明提供了一種精度誤差補償方法，采用上述的自校準聲信標定位設備，通過讓聲信標載體攜帶第二GPS衛星定位系統和應答器自定位位置沿豎向方向地浮出水面，利用浮出水面的第二GPS衛星定位系統獲取聲信標所處水面的絕對位置，同時利用獲取的絕對位置與超短基線水聲定位系統推算出來的聲信標的相對位置進行對比，實時修正超短基線水聲定位系統的定位算法以使其所推算的聲信標的相對位置更接近聲信標所處水面的絕對位置，進而進一步計算出聲信標所處定位位置的深度和經緯度。