[发明专利]一种AUV平台的远程状态跟踪与控制方法和系统

摘要

本发明提供一种AUV平台的远程状态跟踪与控制方法和系统，该系统由水声通信MODEM‑A、通信MODEM‑B与超短基线阵、卫星通信模块、卫星通信模块和显控平台构成。该方法联合利用水声通信测距与超短基线测向功能，实现AUV在运行过程中实时更新自己的位置信息。AUV水下航行过程中，启动AUV端通信MODEM‑A发射定位信号，水下基站端超短基线阵接收到定位信号并完成水平角及俯仰角的测定后将测向结果通过水下基站端水声通信MODEM‑B发送到AUV端。本发明中，超短基线阵安装在水下基站端的设计方法，即降低AUV平台端的安装负担，又降低了AUV端信号处理的复杂性。

主权项

1.一种AUV平台的远程状态跟踪与控制方法，其特征在于：采用AUV平台的远程状态跟踪与控制系统，该系统包括岸基显控中心端、水下基站浮标端、水下基站端、AUV平台端及水声通信与定位系统工作协议，其中，岸基显控中心端，包括：卫星通信模块及显控平台；水下基站浮标端，包括：浮标和卫星通信模块；水下基站端，包括：接驳站平台、接驳站控制中心、超短基线阵和MODEM‑B；AUV平台端，包括：MODEM‑A和AUV控制中心；水声通信与定位系统工作协议，包括：定位信号设计、远程状态跟踪与控制系统工作流程；实现AUV平台远程状态跟踪与控制工作时，包括以下步骤：1)岸基显控中心端通过卫星通信模块对水下基站浮标端下达AUV状态问询命令；2)水下基站浮标端通过水下基站端通信声纳向AUV平台端发射AUV状态问询信号；3)AUV平台端接收到问询信号后进行应答并在应答信号中携带AUV平台端的状态参数信息及定位用信号；4)水下基站端超短基线阵利用AUV平台端发射的应答信号，完成AUV方位测定；水下基站端通信声纳完成AUV与水下基站端距离测定并解析AUV平台端的状态参数信息；水下基站端将定位结果汇总后发送给水下基站浮标端，由水下基站浮标端通过卫星通信模块将汇总后的定位总结果发送至岸基显控中心端；实现AUV平台回站充电及数据交互工作时，包括以下步骤：1)岸基显控中心端通过卫星通信模块对水下基站浮标端下达AUV回站命令；2)水下基站浮标端通过水下基站端的通信声纳将AUV回站命令发送至AUV平台端；3)AUV平台端收到AUV回站命令后开启回站工作模式；4)在步骤3)回站工作模式下，AUV平台端主动发射定位信号，水下基站端超短基线阵完成AUV方位测定后将结果发送给AUV平台端和岸基显控中心端；5)AUV平台端解析接收到的水下基站端对AUV方位测定结果并完成AUV与水下基站端距离测定，最后将AUV与水下基站端距离与AUV相对于水下基站端方位信息整理打包后传递给AUV控制中心，进而指导AUV平台修正运动轨迹；6)反复测定AUV平台与水下基站端的相对距离与位置关系、导引AUV实时调整运动轨迹，直到AUV到达水下基站端并完成对接过程。