[发明专利]一种基于数字模型的超短基线水声定位系统及调试方法

权利要求书

1.一种基于数字模型的超短基线水声定位系统，所述超短基线水声定位系统用于定位船只，其特征在于，包括：

GPS数字模型，其提供用于所述船只的GPS定位数据；

电罗经数字模型，其提供所述船只的电罗经数据，用于修正所述船只的定位结果；

MRU数字模型，其提供所述船只的纵横摇参数，用于修正所述船只的定位结果；

所述MRU数字模型包括：

第一计算关系式：

，

其中W为风速，h_m为风速W下作用的波浪高度；

第二计算关系式：，其中T_m为波浪高度h_m下的波浪周期；

纵横摇参数计算单元，其接收风速W、所述风速W下对应的波浪周期T_m ，计算所述风速W下的纵横摇参数Pitch和Roll：

，其中，A₀、B₀、T₀、T_P和T_R分别表示一定风速下的纵摇摇摆幅值常数、横摇摇摆幅值常数、纵横摇周期比例常数、纵摇摇摆周期常数、以及横摇摇摆周期常数，t为纵横摇持续时间。

2.根据权利要求1所述的超短基线水声定位系统，其特征在于，所述GPS数字模型包括：

确定单元，其用于确定船只的初始经纬度坐标(E,N)及当前时间；

设定单元，其用于设定所述当前时间下所述船只的艏向及航行速度、及定位时间间隔；

计算单元，其用于在定位时刻，计算距离上一定位时刻所述船只的航行距离，并根据上一定位时刻下的经纬度坐标(E,N)及所述航行距离，获取定位时刻下新的经纬度坐标(E_t,N_t)；

输出单元，其根据多个定位时刻下的多组经纬度坐标(E,N)，输出GPS定位数据。

3.根据权利要求2所述的超短基线水声定位系统，其特征在于，根据上一定位时刻下的经纬度坐标(E,N)及所述航行距离，获取定位时刻下新的经纬度坐标(E_t,N_t)，具体为：

，；

其中，L_E为所述航行距离在正东E方向上的分量，L_N为所述航行距离在正北N方向上的分量；V_E表示航行速度V在正东E方向上的速度分量，V_N表示航行速度V在正北N方向上的速度分量，t为定位时间间隔，是艏向与正北N方向的夹角。

4.根据权利要求2或3所述的超短基线水声定位系统，其特征在于，

所述GPS定位数据采用GPGGA格式，根据经纬度坐标(E,N)及对应的当前时间，写入对应的GPS定位数据的第一字段、第二字段和第四字段；

其余字段保持与所述船只在所述初始经纬度坐标处的GPS定位数据的对应字段相同。

5.根据权利要求1所述的超短基线水声定位系统，其特征在于，所述电罗经模型包括：

获取单元，其获取由人工设定的所述船只的艏向值；

读取单元，其读取所述艏向值并将所述艏向值转换为电罗经数据。