[发明专利]一种具备广域覆盖和自主监测的水下PNT系统

权利要求书

1.一种具备广域覆盖和自主监测的水下PNT系统，其特征在于，具有海底基站在长期运行过程中由于位置移动导致的时空基准误差自动修正及完好性监测功能，包括：水面段、用户段、水下段和岸基控制中心；

所述水面段布设有时空基准传递装置和通信节点，用于从北斗卫星导航系统获取时空基准，并将时空基准传递至所述水下段以及实现信息交互，实现水上水下时空基准统一，具有潜浮标、AUV单体及编队、水面船、水面浮标多种形态；

所述用户段布设有用户终端，所述用户终端用于自动获取海洋环境参数及信道补偿，使得水下PNT系统具有环境参数自动获取及信道补偿、声线修正功能，以及广域海区的环境特性自适应修正功能；

所述水下段布设有由多个海底基站构建的海底基站链路所构成的水下PNT网络，自主监测水下PNT信号的质量和水下时空基准的准确性、完整性、可用性，所述用户终端利用所述水下PNT网络进行水下定位、导航与授时；

所述水下PNT网络被配置成由多个海底基站构建的海底基站链路所构成的若干个区域网络，各个区域网络由多个海底基站构建的海底基站链路级联所构成，通过所述海底基站链路使所述水下PNT网络具备广域覆盖和自主监测能力；

所述岸基控制中心用于监测所述水面段、用户段和水下段的工作状态，并将获取的数据进行处理。

2.如权利要求1所述的水下PNT系统，其特征在于，所述海底基站链路具有完好性监测功能，相邻海底基站之间双向通信和高精度自主测阵，以使相邻海底基站之间进行双向位置校准、相互授时、双向报文通信，以达到各海底基站对其它海底基站的工作状态进行自主监测。

3.如权利要求1所述的水下PNT系统，其特征在于，所述用户终端还用于自动获取海洋环境参数，采用正交匹配追踪压缩感知技术对海洋环境参数进行自动估计与信道补偿。

4.如权利要求1所述的水下PNT系统，其特征在于，通过自主监测手段、基站链路级联、自动参数获取与补偿，使系统达到具备组网建链和广域覆盖功能。

5.如权利要求1所述的水下PNT系统，其特征在于，所述水下段的导航、定位、授时及报文通信在信号体制上进行了一体化设计。

6.如权利要求1所述的水下PNT系统，其特征在于，所述水面段的时空基准传递装置和通信节点，安装在包括但不限于主基站上，具有上升和下潜功能。

7.如权利要求1所述的水下PNT系统，其特征在于，所述海底基站链路与北斗卫星导航系统进行信息交互，所述岸基控制中心通过所述北斗卫星导航系统监测水下段的工作状态。

8.如权利要求5所述的水下PNT系统，其特征在于，所述信号体制为从多维度设计的信号体制，以使所述信号体制满足定位导航精度及作用距离的要求、满足授时精度的要求、满足远距离低误码率的报文通信要求。

9.如权利要求2所述的水下PNT系统，其特征在于，所述海底基站还可利用深海声道轴特性进行远程通信。