[发明专利]基于北斗定位系统的水下定位方法

权利要求书

1.一种基于北斗定位系统的水下定位方法，其特征在于：包括如下操作步骤：

S1：长基线定位：将换能器安装在船体上，向位置已知的固定在海底的应答器发出测量信号，应答器之间的距离构成长基线，长度大于100米，测量信号经应答器接收后反馈发送至换能器，形成测量中的前方或后方交会对目标定位；

S2：短基线定位：将3个以上换能器固定在船体上组成声基阵，换能器之间的距离大于10m，由声基阵内的一个换能器向应答器发出测量信号，测量信号经应答器接收后反馈发送至声基阵内所有换能器，得到一个斜距观测值和不同于这个观测值的多个斜距值，系统根据基阵相对船坐标系的固定关系，配以外部传感器观测值，计算得到目标的大地坐标；

S3：超短基线定位：超短基线的所有声单元集中安装在一个收发器中，组成声基阵，声单元之间的相互位置精确测定，组成声基阵坐标系，声基阵坐标系与船的坐标系之间的关系要在安装时精确测定，通过测定声单元的相位差来确定换能器到目标的方位，包括垂直和水平角度，换能器与目标的距离通过测定声波传播的时间，再用声速剖面修正波束线，确定距离。

2.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位系统的水下定位方法，其特征在于：步骤S1中应答器的数量至少设置3个。

3.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位系统的水下定位方法，其特征在于：步骤S2中换能器的阵形为三角形或四边形，换能器之间的相互关系预先确定，组成声基阵坐标系。

4.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位系统的水下定位方法，其特征在于：步骤S2中外部传感器观测值包括GPS、MRU、Gyro提供的船的位置、姿态、船艏向值。

5.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位系统的水下定位方法，其特征在于：步骤S3中声单元至少设置3个。

6.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位系统的水下定位方法，其特征在于：步骤S3中声基阵坐标系与船的坐标系之间的关系包括X轴、Y轴、Z轴偏差和姿态偏差，即声基阵的安装偏差角度：包括横摇、纵摇和水平旋转。