[发明专利]基于多无人艇平台的高精度长基线定位系统

说明书

基于多无人艇平台的高精度长基线定位系统,涉及水声定位领域,为了解决现有基于潜标平台或浮标平台的长基线定位系不利于定位的问题。本发明包括指挥控制分系统和多个无人艇定位分系统；每个无人艇定位分系统配置1个水听器基阵单元，所有水听器基阵单元获得的信号都发送给指挥控制分系统进行处理，进而获取目标的位置。本发明的机动性好，方便跨海区作业，可以快速到达指定海域并根据需求灵活形成预设的定位阵型，且成本低，效率高，噪声低。

技术领域

本发明涉及水声定位领域，具体基于多无人艇平台的高精度长基线定位系统。

背景技术

现有水声定位技术主要包括超短基线定位、短基线定位和长基线定位。其中长基线定位系统可覆盖最大的定位区域，可实现高精度定位。长基线定位通常基于潜标平台或浮标平台实现。基于潜标平台的长基线定位系统虽然可以达到较高的定位精度，但是其布放回收复杂、低效、机动性能差、阵位校准困难。基于水面船的长基线定位系统需要多条水面船，成本高、噪声大、效率低。基于浮标平台的长基线定位系统阵形稳定性差，定位性能受海洋环境影响大。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有基于潜标平台或浮标平台的长基线定位系不利于定位的问题，从而提供基于多无人艇平台的高精度长基线定位系统。

本发明所述的基于多无人艇平台的高精度长基线定位系统，包括指挥控制分系统和多个无人艇定位分系统；每个无人艇设有1个无人艇定位分系统；

每个无人艇定位分系统配置1个水听器基阵单元，所有水听器基阵单元获得的信号都发送给指挥控制分系统进行处理，进而获取目标的位置；

指挥控制分系统包括阵型优化模块、控制管理模块、数据处理模块和第一数据通信模块；

阵型优化模块，用于对无人艇定位分系统的位置进行优化，并将阵型优化结果发送给控制管理模块；

控制管理模块，用于根据阵型优化结果向无人艇定位分系统发送无人艇控制命令；

数据处理模块，用于根据水听器基阵单元的位置坐标和目标的直达波信号，利用几何交汇法确定目标的位置；

第一数据通信模块，用于与无人艇定位分系统进行通信；

每个无人艇定位分系统均包括基阵自定位模块、目标信号检测模块、控制模块、水下数据传输模块和第二数据通信模块；

基阵自定位模块，用于确定水听器基阵单元的位置坐标，并发送给水下数据传输模块；

目标信号检测模块，用于通过水听器基阵单元获得目标的直达波信号，并发送给水下数据传输模块；

水下数据传输模块，用于将接收到的数据发送给第二数据通信模块；

控制模块，用于接收指挥控制分系统的无人艇控制命令，控制无人艇根据控制命令进行动作；

第二数据通信模块，用于与指挥控制分系统进行通信。

优选的是，基阵自定位模块包括卫星定位单元、辅助信息测量单元、水声信标单元、水听器基阵单元和自定位解算单元；

水声信标单元，用于在水下发送声脉冲信号；

卫星定位单元，用于提供水声信标单元的绝对位置坐标，并发送给自定位解算单元；

水听器基阵单元，用于将接收到的水声信标单元发送的声脉冲信号发送给自定位解算单元；

辅助信息测量单元，用于测量目标信号检测模块位置处的辅助信息，包括深度、航向、纵倾、俯仰、声速，并发送给自定位解算单元；

自定位解算单元，用于根据接收到的脉冲信号结合水声信标单元的绝对位置坐标和辅助信息确定水听器基阵单元的位置坐标。