[发明专利]一种漂浮式基站的水下定位系统

说明书

本发明公开了一种漂浮式基站的水下定位系统，包括浮漂式基站和水下定位装置；其中浮漂上的声源发生器获取GPS定位装置监测的位置信息发送可编码的声波信号；水下定位装置的水听器设置在水下设备的外表面上探测所述声波信号；第二处理器根据水听器接收的声波信号确定声源发生器与水听器间的距离，继而确定所述水下设备的水下位置；本发明可利用已架设的深海浮式风机的浮漂为基站与水下定位装置通过水下声波测距实现定位；浮漂式风机体积较大,可获得精准GPS定位,利于提高水下定位装置的定位精度；不仅解决了所需的供电问题还降低了水下定位装置的基站建造成本，提高隐蔽性。

技术领域

本发明涉及水下定位技术领域，具体而言，为一种漂浮式基站的水下定位系统。

背景技术

水下定位是一项十分重要的海洋基础技术，在海洋科考、海洋资源开发、海洋环境保护、海洋安全等领域有着广泛应用；利用水下定位技术，人们可以在母船上实时掌握着陆器、潜水器等水下载体的精确位置；由于水介质对无线电波的强烈吸收作用，以声波作为信息载体的水下定位技术成为主要选择；但在幽深的海洋，声波也易受海水中各种杂质的干扰，声波在海水中的传播的速度也受各种不同水文条件的影响,从而导致声波在水下速度的差异,使利用声波定位产生误差，因此想获得水下载体的确切位置，一直是个难题。

目前，世界各国水下战的探测方式正从“平台密集型”向“传感器密集型”转变，即在警戒监视海域内大量布放传感器并组网，各网络节点间通过可靠的通信手段进行数据交换、分发和汇聚，根据多个传感器获取的信息对目标探测、定位、跟踪和分类识，如美国发展的海网(Seaweb)、近海水下持续监视网 (PLUSNet)、深海主动探测系统(DWADS)等多型军用水下网络，美国综合海洋观测计划(OOI)、加拿大海王星海底观测网(NEPTUNE)、日本地震和海啸海底观测密集网(DONET)和欧洲海洋观测网(ESONET)等民用水下网络；水下网络由普通水下传感器节点、UUV(underwater unmanned vehicle，水下无人驾驶运载器，无人驾驶潜水艇)、水面浮标和船上基站等设备组成。常用UUV、滑翔者等已定位的节点(锚节点)，向其他未定位节点传输位置信息，未定位节点根据信息到达时间和贝叶斯准则进行节点位置和范围计算，并将其坐标与检测到的数据一起发送到基站或中央服务器；其缺点是不能直接使用GPS；信道带宽窄，不能使用通信开销大的协议；节点随水流移动；这给水下节点定位带来了极大困难，且水面浮标和船上基站目标大，建造成本也很高。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种浮漂式基站的水下定位系统，隐蔽性、可靠性高。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种漂浮式基站的水下定位系统，包括浮漂式基站和水下定位装置；其中所述浮漂式基站包括设置在浮式风电机组浮漂上的第一处理器以及电连接和/ 或通信连接第一处理器的GPS定位装置和声源发生器；所述水下定位装置包括第二处理器以及多个水听器，第二处理器与所述水听器电连接；

所述GPS定位装置用于监测所述浮漂的位置信息发送至第一处理器；

第一处理器用于获取所述位置信息发送至所述声源发生器；

所述声源发生器用于设置在水下设备所在水域内，并用于发送可编码的声波信号，所述声波信号中携带有所述位置信息和发送所述声波信号的时间信息；

所述水听器设置在所述水下设备的外表面上，所述水听器用于探测所述声波信号；

所述第二处理器用于根据所述水听器接收的声波信号中的时间信息确定所述声源发生器与所述水听器间的距离，根据所述声波信号中的位置信息以及所述声源发生器与所述水听器间的距离，确定所述水下设备的水下位置。