[发明专利]单兵水下导航方法及装置

说明书

本发明涉及导航定位技术领域。本发明实施例提供一种单兵水下导航方法及装置，其中该方法包括：在单兵下水前，获取所述单兵的初始定位信息和初始方位信息，并基于所述初始定位信息和所述初始方位信息初始化水面基准坐标；在所述单兵下水后，获取所述单兵在水下作业的过程中的作业状态信息，其中所述作业状态信息包括水深信息、过程方位信息和水平行进速度信息；基于所述水面基准坐标和所述作业状态信息，确定所述单兵的水下空间坐标。由此，实现了有效地实时确定单兵在水下的空间坐标，能够便于为水下作业单兵指导水下导航。

技术领域

本发明涉及导航定位技术领域，具体地涉及一种单兵水下导航方法及装置。

背景技术

水下环境与水面环境差异巨大，主要表现为水下能见度差，目视距离仅有几米，这直接导致水下蛙人单兵的方向感差，实现自主定位困难，这直接导致了水下作业的蛙人面临着诸多风险和不便，尤其是在浑浊水下作业时，无法搜索发现目标和准确到达预定位置，严重影响了水下作业的效率和效果，甚至可能危及蛙人的生命安全。

为此，有必要研究一种方法及设备为水下蛙人实时提供位置导航信息。目前，基于单一技术方法难以实现水下蛙人有效的空间定位，已严重制约蛙人单兵水下作业的技术发展。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种单兵水下导航方法及装置，用以至少解决现有技术中难以为水下蛙人单兵提供导航信息，无法为其空间定位的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例一方面提供单兵水下导航方法，应用于由单兵携带的单兵水下导航装置，其中该方法包括：在单兵下水前，获取所述单兵的初始定位信息和初始方位信息，并基于所述初始定位信息和所述初始方位信息初始化水面基准坐标；在所述单兵下水后，获取所述单兵在水下作业的过程中的作业状态信息，其中所述作业状态信息包括水深信息、过程方位信息和水平行进速度信息；基于所述水面基准坐标和所述作业状态信息，确定所述单兵的水下空间坐标。

可选的，所述获取所述单兵的初始定位信息和初始方位信息包括：基于配置在所述单兵水下导航装置中的卫星定位器获取单兵的GNSS(Global Navigation SatelliteSystem，全球导航卫星系统)大地坐标，并基于所述GNSS大地坐标确定所述初始定位信息；基于配置在所述单兵水下导航装置中的正交磁阻传感器获取地磁强度分量，并根据所获取的地磁强度分量计算方位信息。

可选的，方位信息θ通过包括以下方式计算而得：

θ＝atan(B_y/B_x)

其中，B_x和B_y分别是x、y正交方向上的地磁强度分量。

可选的，所述获取所述单兵在水下作业的过程中的作业状态信息包括：基于所述单兵水下导航装置中的压力传感器，采集所述单兵在水下作业过程中的实时水压信息；基于预标定的压力水深表和所述实时水压信息确定所述水深信息，其中所述压力水深表中配置有水压与对应的水深之间的映射关系。

可选的，所述获取所述单兵在水下作业的过程中的作业状态信息包括：基于所述单兵水下导航装置中的分裂波束声学传感器探测其所发出的多束分裂波束在水中的多普勒频移；基于所探测的多普勒频移，确定所述水平行进速度信息。

可选的，单兵在水平面上的所述水平行进速度信息v通过包括以下方式计算而得：

v＝c·f_d/(4f₀cosα)

其中，f_d为所探测的多普勒频移，c为水中的声速，f₀为探测声信号频率，α为分裂波束与水面间的夹角。