[发明专利]水下定位装置及定位方法

权利要求书

1.一种水下定位装置，其特征在于，包括超短基线收发器、测量船、GPS定位器(1)、应答器(5)以及海洋磁力仪(6)；

所述超短基线收发器设置在测量船的下部；

所述GPS定位器(1)设置在测量船的上部；

所述海洋磁力仪(6)通过应答器(5)及拖缆(7)与测量船相连接。

2.根据权利要求1所述的水下定位装置，其特征在于，所述超短基线收发器包括发射换能器(2)、接收基阵(4)；

所述发射换能器(2)发出第一声脉冲，所述应答器(5)接收第一声脉冲，回发第二声脉冲，接收基阵(4)接收第二声脉冲；

所述应答器(5)与海洋磁力仪(6)通过刚性连接件连接。

3.根据权利要求1所述的水下定位装置，其特征在于，所述海洋磁力仪(6)包括探头(10)；

所述探头(10)沿周向设置有扇片；

所述探头(10)通过拖鱼(9)、管路(8)与应答器(5)的一端相连接；

所述应答器(5)的另一端通过拖揽(7)与测量船相连接。

4.一种水下定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：确定测量船上超短基线收发器在大地上的位置，记为A(X,Y,Z)，由GPS定位器(1)测得；

其中，X表示超短基线收发器在X轴上的坐标值；

Y表示超短基线收发器在Y轴上的坐标值；

Z表示超短基线收发器在Z轴上的坐标值；

步骤2：确定应答器(5)相对于发射换能器(2)的位置，记为B(x,y,z)，由超短基线收发器测得；

其中，x表示应答器(5)相对于发射换能器(2)在X轴上的坐标值；

y表示表示应答器(5)相对于发射换能器(2)在Y轴上的坐标值；

z表示表示应答器(5)相对于发射换能器(2)在Z轴上的坐标值。；

步骤3：确定海洋磁力仪(6)的探头(10)相对于应答器(5)的位置(u,v,w)，并获取海洋磁力仪(6)的探头(10)的位置，记为(X_c,Y_c,Z_c)；

其中，u表示探头(10)相对于应答器(5)在X轴上的坐标值；

v表示探头(10)相对于应答器(5)在Y轴上的坐标值；

w表示探头(10)相对于应答器(5)在Z轴上的坐标值；

其中，(X_c,Y_c,Z_c)由下列公式获得：

(X_c,Y_c,Z_c)＝(X+x+u,Y+y+v,Z+z+w)

其中，下标C表示探头；X_c表示探头(10)在X轴上的坐标值；

Y_c表示探头(10)在Y轴上的坐标值；

Z_c表示探头(10)在Z轴上的坐标值；

步骤4：由海洋磁力仪(6)、声学管线仪(3)分别确定海底管道相对于海洋磁力仪(6)的海平面位置、埋深；

步骤5：根据所述探头(10)相对于应答器(5)的位置、所述海底管道相对于海洋磁力仪(6)的海平面位置和埋深，得到海底管道相对于超短基线收发器的位置的海平面位置和埋深。