[发明专利]一种水声定位与授时浮标及水下定位方法

权利要求书

1.一种水声定位与授时浮标的水下定位方法，其特征在于，所述水声定位与授时浮标包括多天线GNSS接收机、惯性测量单元、水声定位设备、卫星通讯机、水声通讯设备、电池和控制器；

多天线GNSS接收机用于测量主天线的精确坐标和各天线相对于主天线的坐标增量值，得到浮标的地固坐标系坐标和浮标的姿态信息；

惯性测量单元用于测量浮标的角速度和加速度信息，并根据一组浮标的起始位置、速度和姿态信息，附加误差的连续计算出之后任意时刻的位置、速度和姿态；

水声定位设备用于向水下发射连续的声学信号，水下载体接收声学信号并测得相对于LBL设备的信号传播时间；

卫星通讯机用于从卫星获取实时的精密改正信息；

电池用于为浮标提供电能；

控制器用于接收数据、定位、发送结果和控制其他设备；

多天线GNSS接收机为单个多天线GNSS接收机或多个单天线GNSS接收机；

在进行水下目标定位与授时，所述水下定位方法包括以下步骤：

(1)在载体上安装水声定位设备，用于被动接收浮标定位信号测量时间差；

(2)在水面上安放至少四部水声定位与授时浮标，保证浮标正面向上漂浮在水面上；

(3)浮标从多天线GNSS接收机、惯性测量单元和卫星通讯机的天线分别接收GNSS观测数据、IMU观测数据以及精密改正信息；

(4)浮标根据接收的GNSS观测数据、GNSS精密改正信息和IMU观测数据，进行高精度PPP/INS组合导航定位，得到高精度的浮标位置、钟差和姿态信息；

(5)浮标的水声定位设备向水下载体发送信号，并在信号上调制浮标自身位置、钟差信息；

(6)水下载体使用水声定位设备接收到信号；

(7)水下载体根据信号得到至少四个斜距观测值和浮标各自的位置、钟差信息，进行距离交会定位，完成定位与授时。