[发明专利]船载短基线定位系统及方法

说明书

本发明提供了一种船载短基线定位系统及方法，涉及水声定位的技术领域，包括定位基阵、应答信标、主控单元和显控计算机；其中，定位基阵包括N个定位基元，定位基元软吊在船体上；应答信标安装在水下目标上，并通过水声信号与定位基元进行通信；定位基元、主控单元和显控计算机依次相连；主控单元，用于向定位基元发送同步触发信号；定位基元，用于基于同步触发信号与应答信标进行询问应答，得到询问应答时间序列；显控计算机，用于通过主控单元接收询问应答时间序列，并基于询问应答时间序列求解传播时延信息，确定应答信标的位置坐标。本发明实施例中的定位基元软吊在船体上，无需刚性安装，可以适用于多种水下低成本定位场合。

技术领域

本发明涉及水声定位技术领域，尤其是涉及一种船载短基线定位系统及方法。

背景技术

传统的船载短基线定位系统中，定位基元需要在船上刚性安装，刚性安装定位基元需要在船上加装刚性支架或者需要对船体安装平台进行改造，这样的结构进一步限制了系统的使用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种船载短基线定位系统及方法，以缓解了现有技术中存在的定位基元刚性安装的方式需要在船上加装刚性支架或者需要对船体安装平台进行改造，这样的结构进一步限制了船载短基线定位系统的使用范围的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种船载短基线定位系统，其中，包括：定位基阵、应答信标、主控单元和显控计算机；其中，所述定位基阵包括N个定位基元，所述定位基元软吊在船体上；所述应答信标安装在水下目标上，并通过水声信号与所述定位基元进行通信；所述定位基元、所述主控单元和所述显控计算机依次相连；所述主控单元，用于向所述定位基元发送同步触发信号；所述定位基元，用于基于所述同步触发信号与所述应答信标进行询问应答，和/或，N个所述定位基元之间互相进行询问应答，得到询问应答时间序列；所述显控计算机，用于通过所述主控单元接收所述询问应答时间序列，基于所述询问应答时间序列求解所述定位基元与所述应答信标之间的传播时延信息，并基于所述定位基元与所述应答信标之间的传播时延信息确定水下目标的位置信息。

进一步的，每个所述定位基元内均安装有压力传感器；所述压力传感器，用于测量所述定位基元的深度信息；其中，所述深度信息由所述定位基元获取，并经过所述主控单元发送至所述显控计算机，以使所述显控计算机基于所述定位基元的深度信息、所述定位基元与所述应答信标之间的传播时延信息确定水下目标的位置信息。

进一步的，所述系统还包括：GPS/BD定位设备；所述GPS/BD定位设备安装在基准定位基元的上方，其中，所述基准定位基元为N个定位基元中的任一所述定位基元；所述GPS/BD定位设备，用于测量基准定位基元在北东天坐标系下的位置信息。

进一步的，所述系统还包括：电子罗盘，所述电子罗盘安装在所述基准定位基元上；所述电子罗盘，用于测量所述北东天坐标系和空间直角坐标系之间的方位偏角。

进一步的，所述定位基元通过RS485串口与所述主控单元通信，所述主控单元通过RS232串口与所述显控计算机通信。

第二方面，本发明实施例提供了一种船载短基线定位方法，其中，应用于显控计算机，包括：接收询问应答时间序列；其中，所述询问应答时间序列为定位基元与应答信标进行询问应答，和/或，N个定位基元之间互相进行询问应答的结果；基于所述询问应答时间序列求解所述定位基元与所述应答信标之间的传播时延信息；基于所述定位基元与所述应答信标之间的传播时延信息确定水下目标的位置信息。

进一步的，基于所述询问应答时间序列求解所述定位基元与所述应答信标之间的传播时延信息包括：获取所述定位基元的延迟发射时间，所述应答信标的延迟发射时间；基于所述定位基元的延迟发射时间、所述应答信标的延迟发射时间和所述询问应答时间序列对预设传播时延方程组进行求解，得到所述定位基元与所述应答信标之间的传播时延信息。