[发明专利]一种基于图像声呐的水下定位系统的工作方法

权利要求书

1.一种基于图像声呐的水下定位系统的工作方法，其特征在于：所述水下定位系统包括图像声呐设备、两台GPS、水下探测支架和计算机，所述水下探测支架包括水平方向的横杆和竖直方向的探测杆，横杆中部设有连接杆，横杆通过连接杆插入探测杆端部，并通过螺丝拧紧固定，所述横杆两端分别安装GPS1和GPS2，所述探测杆底部安装图像声呐设备；

该方法包括以下步骤：

（1）选用合适的测量船舶，并在船舶上固定安装水下探测支架，水下探测支架固定安装于船舷一侧，确保探测杆能伸入水中，且伸出超过船底板以下，测量区域水深不超过30米、且不低于3米，流速不大于1.5m/s；

（2）确定声呐探头的初始朝向，然后旋转横杆，使GPS1指向GPS2的连线方向与声呐探头朝向相同，拧紧螺丝，使横杆不能绕探测杆旋转；

（3）在测量区域附近选取较高位置架设GPS基准站和电台，向水下探测支架上的两台GPS发射差分数据信号，以确保GPS1和GPS2采集数据的精度可靠；

（4）通过串口卡将GPS数据、图像声呐数据接入计算机中，图像声呐启动后，以一定的角度向外发射频率为675KHz的声呐信号，根据测区水文情况，设置声速在1480m/s，扫测半径在50m以内，声呐探头以360°扫描，扫描线速度为0.225m/s，并根据现场水深设置斜距校正数值，最终使目标区域被声呐信号覆盖，得到完整的声呐图像；

（5）对声呐图像进行整体判读、精细分析，识别声呐图像中的目标物和目标点；

（6）对声呐图像进行定位、定向；

（6-1）根据横杆上两台GPS天线位置坐标（x₁，y₁）、（x₂，y₂），计算得到声呐探头中心点平面坐标[(x₁+ x₂)/2，( y₁+ y₂)/2]，实现定位；

（6-2）使用GPS1指向GPS2的方向方位角作为声呐图像的偏转角，在声呐图像采集软件中设置声呐图像的方位角Heading值为该偏转角，对声呐图像整体进行旋转，使其与探头实际方位角相一致，实现定向；

（6-3）根据当地位置，在地图投影里设置对应于当地区域的高斯投影带、坐标转换参数，使之与外部坐标系相联接；

（7）声呐图像中各个部分、各个点之间的相互位置关系同其在实地中的实际位置关系严格相对应，通过计算每个点与声呐图像中心点即声呐探头的相对位置关系，进而得到声呐图像上任意点的坐标值，在对声呐图像精细识别的基础上，通过鼠标拾取目标点，进而得到对应的坐标值。

2.根据权利要求1所述的工作方法，其特征在于：所述探测杆最下端连接有一个用于安装图像声呐设备的探头罩，探头罩与探测杆之间采用刚性连接，图像声呐设备安装时采用抱箍固定。

3.根据权利要求1所述的工作方法，其特征在于：测量船舶提供220V交流电，且吃水深度和干舷高度不超过2米。