[发明专利]一种水下定位及通信系统和方法

权利要求书

1.一种水下定位及通信系统，其特征在于，包括在水下铺设的水下光纤通信网，所述光纤通信网固定铺设在水底或者所述光纤通信网悬浮铺设在不同的水层，以及在所述水下光纤通信网上的设置的多个通信基站，所述通信基站包括基站声探传感器和基站激光通信接口，在水中游体上设置有游体声探传感器和游体激光通信接口；所述水下光纤通信网由纵横交错的光缆组成，并且在光缆的交汇处设置有一个所述通信基站，所述通信基站用于为水中游体通信接入光纤通信网而设置；

当所述水中游体接近其中一个所述通信基站时，所述水中游体通过所述游体声探传感器与所述通信基站的所述基站声探传感器之间的声探信号交互，引导所述水中游体进一步准确到达临近所述通信基站的预定位置；然后所述游体激光通信接口与所述基站激光通信接口进行激光通信，并接入所述水下光纤通信网，实现所述水中游体与所述水下光纤通信网的信息交互。

2.根据权利要求1所述的水下定位及通信系统，其特征在于，所述声探信号交互包括所述水中游体先通过所述游体声探传感器发出声探信号，所述通信基站的基站声探传感器接收所述声探信号并向所述游体声探传感器进行回应。

3.根据权利要求1所述的水下定位及通信系统，其特征在于，所述声探信号交互包括所述通信基站先通过所述基站声探传感器发出声探信号，所述水中游体的游体探传感器接收所述声探信号并向所述基站声探传感器进行回应。

4.根据权利要求2或3所述的水下定位及通信系统，其特征在于，所述水中游体设置有惯导定位装置，通过所述惯导定位装置进行概略定位，并与所述水中游体中存储的所述水下光纤通信网及所述通信基站的分布信息进行比对，从而控制所述水中游体接近所述通信基站。

5.根据权利要求4所述的水下定位及通信系统，其特征在于，当通过所述概略定位确定所述水中游体未接近所述通信基站时，所述游体声探传感器不发出声探信号；当通过所述概略定位确定接近所述水下光纤通信网中的一个通信基站时并有通信需求时，所述游体声探传感器则发出声探信号用于探测所述通信基站。

6.根据权利要求5所述的水下定位及通信系统，其特征在于，所述游体声探传感器为发声方向可控且可实现声波通信的游体定向声控传感器。

7.一种水下定位及通信方法，基于权利要求1所述的水下定位及通信系统进行工作，其特征在于，包括步骤：

水中引导，当水中游体接近水下铺设的水下光纤通信网的一个通信基站时，所述水中游体通过所述游体声探传感器与所述通信基站的所述基站声探传感器之间的声探信号交互，引导所述水中游体进一步准确到达临近所述通信基站的预定位置；所述水下光纤通信网由纵横交错的光缆组成，并且在光缆的交汇处设置有一个所述通信基站，所述通信基站用于为水中游体通信接入光纤通信网而设置，所述光纤通信网固定铺设在水底或者所述光纤通信网悬浮铺设在不同的水层；

水中通信，然后所述游体利用设置的游体激光通信接口与所述基站的基站激光通信接口进行激光通信，并接入所述水下光纤通信网，实现所述水中游体与所述水下光纤通信网的信息交互。

8.根据权利要求7所述的水下定位及通信方法，其特征在于，在所述水中引导步骤之前还包括概略定位，在所述水中游体上设置有惯导定位装置，通过所述惯导定位装置进行概略定位，并与水中游体中存储的所述水下光纤通信网及所述通信基站的分布信息进行比对，从而控制水中游体接近所述通信基站。

9.根据权利要求8所述的水下定位及通信方法，其特征在于，当通过所述概略定位确定所述水中游体未接近所述通信基站时，所述游体声探传感器不发出声探信号；当通过所述概略定位确定接近所述水下光纤通信网中的一个通信基站时并有通信需求时，所述游体声探传感器则发出声探信号用于探测所述通信基站。

10.根据权利要求9所述的水下定位及通信方法，其特征在于，所述水中引导步骤中还包括调控所述游体声探传感器的发声方向，和/或调控所述基站声探传感器的发声方向，从而实现精准的声纳通信。