[发明专利]一种水下定位系统、方法、电子设备及存储介质

说明书

本申请公开了一种水下定位系统、方法、电子设备及存储介质，该系统包括：显控处理单元响应于针对待定位目标的水下定位请求，生成第一询问信号，并将生成的第一询问信号发送至信号处理单元；信号处理单元驱动多个水声换能器中的任意一个水声换能器发出第一询问信号；多个水声换能器接收待定位目标根据第一询问信号返回的回复信号，并将回复信号经由信号处理单元发送至显控处理单元；显控处理单元基于回复信号，确定待定位目标的位置。通过采用上述水下定位系统、方法、电子设备及存储介质，能够有效提高对待定位目标的定位准确性及定位效率，同时还可以极大地降低待定位目标的打捞难度。

技术领域

本申请涉及水声定位技术领域，尤其是涉及一种水下定位系统、方法、电子设备及存储介质。

背景技术

海底地震仪是海洋地球科学探测的一种重要设备，它不仅能够记录海底地震波动信号，还能够对海底地层进行地震波成像，这些都为认识海底地球的内部结构提供了重要依据。同时，在回收海底地震仪的过程中，如果能够对海底地震仪的位置以及上浮轨迹进行实时的显示，就可以即时指挥打捞船的航线，极大地降低打捞过程的难度，因此准确获取海底地震仪在海底的位置信息，对于地震数据的处理以及海底地震仪的打捞具有十分重要的意义。现有技术中，通常采用将多个不同位置的定位结果进行联合解算或者通过反演迭代计算的方式获取海底地震仪的位置信息。

上述水下定位方法中，定位过程较为复杂，定位所花费的时间也较长，更不适用于对海底地震仪进行实时定位。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种水下定位系统、方法、电子设备及存储介质，其目的是在待定位目标(如海底地震仪)布放和回收上浮的过程中对其进行实时定位，能够有效提高对待定位目标的定位准确性及定位效率，同时还有助于提高打捞效率。

第一方面，本申请实施例提供了一种水下定位系统，包括：多个水声换能器、信号处理单元和显控处理单元；

显控处理单元响应于针对待定位目标的水下定位请求，生成第一询问信号，并将生成的第一询问信号发送至信号处理单元；

信号处理单元驱动多个水声换能器中的任意一个水声换能器发出第一询问信号；

多个水声换能器接收待定位目标根据第一询问信号返回的回复信号，并将回复信号经由信号处理单元发送至显控处理单元；

显控处理单元基于回复信号，确定待定位目标的位置。

优选的，多个水声换能器可呈短基线阵列排布，其中，显控处理单元可通过以下方式确定待定位目标的位置：基于多个水声换能器的排布形式，构建基阵坐标系；确定处于基阵坐标系的第一坐标轴上的水声换能器接收回复信号的第一信号时延差；确定处于基阵坐标系的第二坐标轴上的水声换能器接收回复信号的第二信号时延差；根据所确定的第一信号时延差和第二信号时延差，确定待定位目标的位置。

优选的，显控处理单元可通过以下方式确定待定位目标的位置：确定短基线阵列的阵元间距，阵元间距为短基线阵列中处于同侧的相邻两个水声换能器之间的间隔距离；确定目标斜距，目标斜距为从待定位目标的位置到基阵坐标系的原点的直线距离；根据水中声速、所确定的阵元间距、目标斜距、第一信号时延差和第二信号时延差，确定待定位目标的位置。

优选的，多个水声换能器包括四个水声换能器，短基线阵列为正方形阵列；其中，基阵坐标系的第一坐标轴根据短基线阵列中的处于一条对角线上的两个水声换能器之间的连线来确定；基阵坐标系的第二坐标轴根据短基线阵列中的处于另一条对角线上的两个水声换能器之间的连线来确定。