[发明专利]一种组合长基线深海水声定位方法

说明书

本发明提供一种组合长基线深海水声定位方法。本发明方法的优势为在深海区域对水下航行器进行水声定位时，使用悬浮式潜标作为定位基站，相对于浮标定位基站，其布放回收过程较简单，且生存周期较长；潜标通信定位机悬浮于海水中，可保证通信定位机A不受海底地貌影响；在每套潜标定位基站周围布放不少于4个坐底式辅助定位设备，执行定位功能前，潜标通信定位机A先通过坐底式辅助定位设备，根据长基线定位方法，校准自身位置，提高水下航行器的定位精度。

技术领域

本发明水声长基线定位领域，主要是一种组合长基线深海水声定位方法。

背景技术

水声定位系统通常具有多个定位基站，定位基站间连线为基线，根据基线长度可分为长基线系统、短基线系统和超短基线系统。其中，长基线定位系统具有作用距离远、定位精度高等特点，被广泛应用于海洋作业的各个领域。

传统长基线定位系统采用浮标作为定位基站，浮标定位基站在执行定位功能时，需锚定在一定区域内，否则其随波漂流，脱离该区域，影响系统定位功能。但对于深海区域，锚定浮标需要至少全海深长度的缆绳，这增加了浮标定位基站布放回收难度。深海区域海面波浪较大，使得浮标的生存周期较短。潜标不需要全海深长度的缆绳，且其工作在水下，生存周期不受海面波浪影响。但是，潜标定位基站也存在以下问题：

①对于座底式潜标，由于海底地貌复杂，若被布放在海底凹陷区域内，其收发信号会被遮挡，导致系统功能失常；

②对于悬浮式潜标，其通信定位机A与其他设备通过缆绳软连接，导致潜标通信定位机A的实时位置受海流影响而起伏变化，从而影响定位精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种组合长基线深海水声定位方法，本发明提出定位方法使用悬浮式潜标，消除海流因素对潜标通信定位机AAF的位置影响，提高长基线系统的定位精度。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。一种组合长基线深海水声定位方法，适用于深海，且不受海底地貌影响的水声长基线定位方法，包括以下步骤：

(1)深海布设悬浮式潜标，数量不少于4套，每套悬浮式潜标主要包括主浮体和通信定位机A，通信定位机A上设有深度传感器A并悬浮于海水中，深度传感器A与通信定位机A通过电缆相连，将深度信息通过电缆传递至通信定位机A；

(2)在每套悬浮式潜标周围布放不少于4套坐底式辅助定位设备，每套坐底式辅助定位设备主要由通信定位机B和深度传感器B组成；水面船对每套坐底式辅助定位设备通过绝对校准法来测量其精确位置，并发送给悬浮式潜标，悬浮式潜标保存该位置；

(3)水下航行器发送定位请求帧，收到请求帧的悬浮式潜标立刻计算自身通信定位机A的实时位置，然后回复定位应答帧给水下航行器，应答帧中包含潜标通信定位机A的实时位置；

(4)水下航行器收到各潜标的定位应答帧后，解码并保存各潜标通信定位机A的实时位置，然后按照设定的模式，通过长基线定位方法，解算自身位置。

所述的主浮体上设有铱星信标。

在步骤(1)中，选用悬浮式潜标作为定位基站，通信定位机A悬浮于海洋中，其与海底间的深度差大于海底起伏范围。

在步骤(3)中，所用的通信定位机A实时位置计算方法如下：通信定位机A依次与周围的坐底式辅助定位设备应答测距，测得与各坐底式辅助定位设备间的距离，结合自身已保存的各个坐底式辅助定位设备位置，根据长基线定位原理，计算出通信定位机A的实时位置。

与传统的水声长基线定位方法相比，本发明带来以下有益效果：

(1)在深海区域，使用悬浮式潜标作为定位基站，相对于浮标，布放回收过程相对简单，且工作时不受海面起伏影响，生存周期较长；