[發明專利]一種水下航行器導航定位系統及控制方法

有效

• 申請號: 202110426590.4
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113124865B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 姜大鵬;鄧志豪;閆勛;駱婉珍;顏家杰;王嘉璽;盧泰佑
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01S19/49;G05D1/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蘇云輝

1.一種水下航行器導航定位系統，其特征在于，包括任務識別模塊、導航定位模式匹配模塊和執行模塊；

所述任務識別模塊，用于識別水下航行器執行所處環境的任務，得到所述任務中水下航行器航行的任務深度和任務航程；

所述導航定位模式匹配模塊，用于根據所述任務給水下航行器匹配導航定位模式；

所述執行模塊，用于根據所述導航定位模式控制水下航行器導航的開啟或關閉；

所述導航定位模式匹配模塊包括淺海導航定位模式子模塊、深海導航定位模式子模塊和海中導航定位模式子模塊；

所述淺海導航定位模式子模塊，用于根據第一約束條件給水下航行器匹配的導航定位模式為采用衛星導航的淺海導航定位模式；

所述深海導航定位模式子模塊，用于根據第二約束條件和水下航行器的慣性導航誤差是否大于第一誤差閾值給水下航行器匹配的導航定位模式為深海導航定位模式；

所述海中導航定位模式子模塊，用于根據第三約束條件和所述任務航程給水下航行器匹配的導航定位模式為海中導航定位模式；

其中，所述第一約束條件為：水下航行器接收到衛星導航信號；所述第二約束條件為：水下航行器沒有接收到衛星導航信號、水下航行器與水平面之間的水面距離不小于距離閾值以及水下航行器能接收地形匹配導航信號；所述第三約束條件為：水下航行器沒有接收到衛星導航信號、水下航行器與水平面之間的水面距離不小于距離閾值、水下航行器沒有接收地形匹配導航信號以及水下航行器與海底之間的深度距離不小于深度閾值；

所述深海導航定位模式子模塊用于根據所述第二約束條件確定水下航行器執行所述任務所處海域為深海，之后再根據水下航行器的慣性導航誤差是否大于第一誤差閾值確定水下航行器執行所述任務的導航定位模式；所述深海導航定位模式子模塊的導航定位模式用于根據水下航行器的慣性導航誤差不大于第一誤差閾值，給水下航行器匹配導航定位模式是以慣性導航為主導航、地形匹配導航為輔助導航的深海短航程的導航定位模式；或用于根據水下航行器的慣性導航誤差大于第一誤差閾值，給水下航行器匹配導航定位模式是以地形匹配導航為主導航、慣性導航為輔助導航的深海中航程的導航定位模式或是以地形匹配導航為主導航、重力場導航為輔助導航的深海長航程的導航定位模式；

所述海中導航定位模式子模塊用于根據所述第三約束條件確定水下航行器執行所述任務所處海域為海中，之后所述海中導航定位模式子模塊用于根據水下航行器的任務航程確定是以慣性導航為主導航、以重力場導航為輔助導航的海中短航程的導航定位模式；或是以重力場導航為主導航、以慣性導航為輔助導航的海中中航程的導航定位模式；或是以重力場導航為主導航、以地磁導航為輔助導航的海中長航程的導航定位模式。

2.根據權利要求1所述的水下航行器導航定位系統，其特征在于，所述執行模塊還用于根據水下航行器沒有接收到衛星導航信號以及水下航行器與水平面之間的水面距離小于距離閾值，開啟水下航行器的衛星導航。

3.根據權利要求1所述的水下航行器導航定位系統，其特征在于，所述執行模塊還用于根據水下航行器沒有接收到衛星導航信號、水下航行器與水平面之間的水面距離不小于距離閾值、水下航行器沒有接收地形匹配導航信號以及水下航行器與海底之間的深度距離小于深度閾值，開啟水下航行器的地形匹配導航。

4.根據權利要求1所述的水下航行器導航定位系統，其特征在于，所述執行模塊用于根據所述導航定位模式開啟相應的主導航和輔助導航，關閉水下航行器中其他的導航。

5.根據權利要求1所述的水下航行器導航定位系統，其特征在于，在所述第二約束條件中，采用深度檢測設備檢測水下航行器與水平面之間的水面距離；在所述第三約束條件中，采用深度檢測設備檢測水下航行器與海底之間的深度距離。