[发明专利]一种多功能声信标和深海长基线阵型校准方法

权利要求书

1.一种多功能声信标和深海长基线阵型校准方法，多功能声信标包括全向应答器（1），所述全向应答器（1）上可拆卸的连接深度计（5），全向应答器（1）下端通过连接件可拆卸的连接圆柱形声阵（2），圆柱形声阵（2）下端固定连接水下电子舱（4）；所述水下电子舱（4）外表面中部套设具有浮力的平衡盘（3），平衡盘（3）包括浮力结构体（31），浮力结构体（31）内设有多个平衡调节器安装槽，多个平衡调节器安装槽沿着浮力结构体（31）圆周方向均匀分布，浮力结构体（31）上通过连接件可拆卸的连接盘盖，盘盖将浮力结构体（31）上的平衡调节器安装槽包覆在内，平衡调节器安装槽的长度方向沿着浮力结构体（31）径向设置，平衡调节器安装槽内设有平衡调节器（32）；所述水下电子舱（4）下端固定水下绞车（6），水下绞车（6）下端通过系留绳（7）连接配重块（8）；所述水下电子舱（4）包括舱体外壳（41），舱体外壳（41）内设有信号处理与控制模块（42）、惯导模块（43）和电源模块（44），舱体外壳（41）下端可拆卸的连接舱盖（45）；所述信号处理与控制模块（42）分别和全向应答器（1）、圆柱形声阵（2）、平衡盘（3）、水下绞车（6）和惯导模块（43）电连接，信号处理与控制模块（42）能够接收全向应答器（1）和圆柱形声阵（2）发送的信号，接收惯导模块（43）的航姿信息，并向平衡盘（3）和水下绞车（6）发送控制指令信号；所述电源模块（44）分别和信号处理与控制模块（42）、惯导模块（43）、全向应答器（1）、圆柱形声阵（2）、平衡盘（3）、深度计（5）和水下绞车（6）电连接，电源模块（44）向信号处理与控制模块（42）、惯导模块（43）、全向应答器（1）、圆柱形声阵（2）、平衡盘（3）、深度计（5）和水下绞车（6）统一供电，其特征在于，包括如下步骤：

布放初始信标（200）：根据深海作业需求确立长基线定位系统覆盖区域的中心点O₂，水面母船（100）在该中心点O₂对应的水面位置O₁布放初始信标（200）至海底L处；

初始信标（200）绝对位置校准：初始信标（200）布放好后，水面母船（100）发送“自校准预备”指令给初始信标（200），初始信标（200）根据指令先在初始位置L处启动惯导模块，使惯导模块完成初始对准，再通过控制水下绞车来调节初始信标（200）深度至H处，通过调节初始信标（200）深度来避免海底障碍物对声波的阻挡，并且统一各个信标的深度便于精确校准，最后调节平衡盘水平，使得初始信标（200）被调节至竖直状态；

布放周围信标：初始信标（200）绝对位置校准完成后，以初始信标（200）为中心的圆周上设置多个布放周围信标的点，在每个点处布放一个周围信标；每个周围信标布放结束后，水面母船（100）就立即发送“自校准预备”指令给该周围信标，各周围信标根据指令先在初始位置L处启动惯导模块，使惯导模块完成初始对准，再通过控制水下绞车来调节周围信标深度至H处，通过调节周围信标深度来避免海底障碍物对声波的阻挡，并且统一各个信标的深度便于精确校准，最后调节平衡盘水平，使得周围信标被调节至竖直状态；

周围信标绝对位置初次校准：各个周围信标布放并校准完毕后，水面母船（100）重新回到出发点O₁并发送“自校准开始”指令给初始信标（200），初始信标（200）根据自身绝对位置和周围信标相对于自身的相对位置矢量，分别解算出各个周围信标的绝对位置，然后将校准结果发送给各个周围信标；

周围信标绝对位置再次校准：周围信标收到由初始信标（200）发出的校准结果后，根据初始信标（200）的绝对位置和自身相对于初始信标（200）的相对位置矢量，独自解算自身的绝对位置，然后再与初始信标（2）提供的校准结果进行加权平均，分别完成自校准，然后发送“自校准完成”信号给初始信标（200）；

以初始信标（200）为中心的圆周上设置四个点Ａ1、Ｂ1、Ｃ1和Ｄ1，四个点Ａ1、Ｂ1、Ｃ1、Ｄ1和初始信标（200）的连线构成十字形，在Ａ1、Ｂ1、Ｃ1和Ｄ1上分别布放第一信标（300）、第二信标（400）、第三信标（500）和第四信标（600）；

结束校准：初始信标（200）接收到周围信标“自校准完成”信号后，立刻发送“自校准结束”指令做出回应，周围信标接收到“自校准结束”指令后，先停用惯导模块，再调节周围信标深度至L处，以避免周围信标阻碍水下航行器近底航行，最后调节平衡盘使其水平设置，周围信标被调节至竖直状态；与此同时，初始信标（200）停用惯导模块，再调节初始信标（200）深度至L处，以避免初始信标（200）阻碍水下航行器近底航行，最后调节平衡盘使其水平设置，初始信标（200）被调节至竖直状态；所述初始信标（200）、第一信标（300）、第二信标（400）、第三信标（500）和第四信标（600）均采用所述多功能声信标。