[发明专利]基于北斗的浮标水下定位和位置报告方法及装置

说明书

本发明提供一种基于北斗的浮标水下定位和位置报告方法、装置和系统。该方法包括：从导航卫星接收浮标测距信号；基于所述浮标测距信号，对所述浮标进行定位；向水下目标发射水下目标测距信号，并从水下目标接收所述水下目标的定位信号，根据所述浮标的定位信号和所述水下目标的定位信号对所述水下目标进行定位；将所述水下目标的位置信息通过北斗短报文通信功能回传至所述导航卫星。根据本发明的基于北斗的浮标水下定位和位置报告方法和装置能够进一步丰富对无人潜航器、科考舱等水下设备的监测定位手段，对水下目标位置的定位精度高、误差小，并能够实现观测数据的实时回传，帮助更好地开展水下探测和科考工作。

技术领域

本发明涉及水下目标定位及位置报告。更具体的，涉及一种基于北斗的浮标水下定位和位置报告方法及装置。

背景技术

21世纪，人类已进入大规模开发和利用海洋的时代，世界发达国家几乎无一不是海洋强国。我国拥有300万平方公里的海洋国土，提供了丰富的食物、能源、矿产资源，对海洋的研究和开发具有重要战略意义。

近年来，为进一步实现对水文和海文信息的探测、收集和研究，各类无人潜航器、水下科考舱在世界范围内被广泛投放。这些水下设备能够更加近距离和准确地探测收集波浪、还留、温盐深等水文信息，叶绿素、藻类、各类溶解物质浓度等水质信息，以及水底/海底地形、地貌、地磁分布等信息，对海洋开发而言具有重要的意义和价值。

在完成一个周期的考察任务后，研究人员需要对这些水下设备进行打捞回收，并对其中存储的观测数据进行提取和分析。然而，对这些水下设备进行准确定位并不容易。目前，各类水下设备多依赖自身搭载的惯性导航设备(INS)或水底/海底地磁匹配实现自主导航。然而，惯性导航存在误差累积的问题，导航误差会随着时间的增长而增加；地磁匹配方法受水底/海底地磁分布信息精度及地磁探测设备灵敏度所限，定位精度也较低。一方面，这对无人潜航器、科考舱等水下目标的准确定位监控和快速打捞回收造成影响；另一方面，由于观测位置信息的不准确，也会影响水文、水质以及水底/海底地貌地形信息的建模精度。

为此，有必要对现有设备进行改造，通过接收北斗等导航卫星系统卫星信号进行定位，并通过北斗报文通信功能将信息实时回传，实现对无人潜航器、科考舱等水下目标定位和位置报告。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于北斗的浮标水下定位和位置报告方法及装置，用于对无人潜航器、科考舱等水下目标进行准确定位和位置报告。

本发明提供了一种基于北斗的浮标水下定位和位置报告方法，该方法包括：所述浮标接收导航卫星测距信号；基于所述浮标测距信号，对所述浮标进行定位；所述浮标向水下目标发射测距信号，根据所述浮标的位置信息和所述浮标与水下目标的测距信号对所述水下目标进行定位；将所述水下目标的位置信息通过所述浮标北斗短报文通信功能回传至所述导航卫星及目的地。

优选的，所述浮标测距信号为包含所述导航卫星的轨道位置坐标和所述浮标的位置信息的载波调制信号。

优选的，基于所述浮标测距信号，获得所述浮标的定位信号包括：对所述浮标测距信号进行解调，获得所述导航卫星的轨道位置坐标和所述浮标的位置坐标。

优选的，基于所述浮标测距信号，获得所述浮标的定位信号还包括：对所述浮标测距信号进行解调，解算处理和获得所述浮标的时间基准信息，从而实现多个浮标之间的时间同步。