[发明专利]一种利用深海罗经系统的导航方法

说明书

本发明公开了利用深海罗经系统的导航方法，可以为深潜器的安全可靠的长航时运行提供精确的导航信息。深海罗经系统安装在深潜器上；在深潜器开始进入水但未进入预定位置过程中，深潜器以螺旋下行的轨迹进行下潜，在此过程中DSP通过纯惯性解算，为深潜器提供下潜所需导航信息；在深潜器下潜到预定位置时，FPGA经过串口从外部配套设备一次性获取并解析深潜器提供的当前位置，并不断从多普勒计程仪获取对底速度信息，发送至DSP，进行航向角校正；完成上述工作后，FPGA经过串口获取多普勒计程仪所提供的对底速度信息并发送至DSP，DSP采用速度组合方案，通过卡尔曼滤波完成系统组合导航解算，进入工作模式，连续不间断通过串口为深潜器提供导航信息。

技术领域

本发明属于深海惯导技术领域，具体涉及一种利用深海罗经系统的导航方法。

背景技术

深海蕴藏着丰富的战略资源与能源。油气、多金属结核、富钴结壳、多金属硫化物、天然气水合物等新型资源具有重要的科研与商业应用前景，被誉为21世纪人类可持续发展的战略接替能源。

深海生物基因资源是近年来引起的国际关注的新型资源，在医药开发、基因疗法、环境保护等领域都有广泛的应用前景。

深海技术是实现国家海洋科技战略的重要技术保障，海洋科技水平和创新能力综合体现一个国家的科技创新能力与综合国力，海洋探测、海洋生物资源、水声通讯和资源勘探与开发技术无一不是高新技术演练的舞台。如声纳观测、海底机器人观测、水声通讯技术、深海资源勘探与开发技术和载人深潜器技术等。

一般情况下，惯性导航系统设有一个运算器与多个运动感应器，如陀螺仪和加速度计，用于持续地计算载体的位置、速度计姿态等定位定姿信息。通过获取或输入初始导航信息，并将运动感应器所测量的载体导航信息，如线速度和角速度，通过计算累加至初始导航信息，得到载体的实时导航信息。然而，运动感应器的精度误差和测量误差在工作过程中会逐渐累积，在经过较长时间后，累计误差将导致惯性系统的误差超出安全运行的范围。而且在深海领域，深水压强大，如何保证运动感应器的相对位置不变，也是对系统的考验之一。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种深海罗经系统，可以为深潜器的安全可靠的长航时运行提供精确的导航信息。

为解决上述技术问题，本发明具体方法如下：

一种深海罗经系统，包括外壳、设置在外壳内部的电源模块、系统板、IF转换板、转接板和运动感应器，以及设置在外壳外部的外部配套设备；

IF转换板、电源模块、系统板和运动传感器均与转接板相连；

所述运动感应器包括三个方向的陀螺仪和加速度计；陀螺仪产生的数据通过转接板以报文形式传递至系统板，加速度计产生的电流通过转接板进入IF转换板转换为频率脉冲信号后通过转接板传递至系统板；

所述系统板包括核心板，以及与核心板相连的串口可配置模块、SD卡存储模块、USB读取模块及通讯接口，所述核心板包括DSP、FPGA及ARM三核系统及配套电路，所述通讯接口包括JTAG调试接口、UART调试接口及系统对外输入输出接口；所述核心板提供系统的原始数据采集、导航解算及配套电路控制的功能；串口可配置模块用于根据来自系统对外输入输出接口的串口配置信息，配置RS422或RS232作为串口，并将串口配置参数进行存储待下一次上电后读取；串口可配置模块采用配置的串口类型通过系统对外输入输出接口与外部进行通信；

核心板将采集的原始信息、导航解算结果以及系统工作状态信息存储到SD卡存储模块中；核心板根据运行程序的要求或者通过系统对外输入输出接口接收的外部命令，控制USB读取模块读取SD卡所存储信息；

所述外部配套设备包括GNSS设备与多普勒计程仪，与系统板的系统对外输入输出接口相连，系统板还通过系统对外输入输出接口还与深海罗经系统所在的深潜器进行信息交互；