[发明专利]一种海底管缆埋设水下定位系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种海底管缆埋设水下定位系统及其工作方法，涉及海底管缆埋设领域。海底管缆埋设犁作业时，海底管缆埋设犁不可视，缺乏有效的方法实时获取埋设犁姿态。本发明包括埋设海缆施工船、埋设犁、勘测船、超短基线换能器、设于埋设犁上的多个超短基线信标；在埋设犁上设立物体坐标系，根据埋设犁的结构形状和尺寸，确定超短基线信标在物体坐标系下的位置向量以及海底管缆在物体坐标系下的位置向量，不同埋深对应不同海缆导管位置；作业时，以超短基线换能器为原点，建立全局坐标系，通过超短基线信标定位，获得超短基线信标的位置信息。本技术方案方法简单，工作可靠，可以实时精确获取海底管缆的实时位置。

技术领域

本发明涉及海底管缆埋设领域，尤其涉及一种海底管缆埋设水下定位系统及其工作方法。

背景技术

海底管缆埋设犁作业时，由于海底管缆埋设犁不可视，缺乏有效的方法实时获取埋设犁姿态，进而得知海底管缆的实时位置。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种海底管缆埋设水下定位系统，以达到获取埋设犁姿态，进而得知海底管缆的实时位置的目的。为此，本发明采取以下技术方案。

一种海底管缆埋设水下定位系统，包括埋设海缆施工船、由埋设海缆施工船拖动的埋设犁、位于海缆施工船后侧的勘测船、设于勘测船上的超短基线换能器、设于埋设犁上的多个超短基线信标；在埋设犁上设立物体坐标系，根据埋设犁的结构形状和尺寸，确定超短基线信标在物体坐标系下的位置向量以及海底管缆在物体坐标系下的位置向量，不同埋深对应不同海缆导管位置；

作业时，以超短基线换能器为原点，建立全局坐标系，通过超短基线信标定位，获得超短基线信标的位置信息，即获得超短基线信标处在全局坐标系下的位置向量。

在进行海底管缆埋设时，埋设海缆施工船拖动埋设犁前行，并将位于海缆施工船上的海底管缆通过埋设犁不断埋入海床；勘测船上的超短基线换能器向下浸入水中，超短基线换能器接收来自埋设犁上的超短基线信标的信号，得到海底管缆埋设犁的实时深度，位置以及姿态，并根据埋设犁的结构尺寸来获取海底管缆的实时位置。

本技术方案通过：

1、采用超短基线来确定海底管缆埋设犁的位置。

2、采用超短基线信标的组合，来确定埋设犁的姿态。

3、根据得到的姿态和埋设犁的结构尺寸，来确定海底管缆的实时位置。

方法简单，工作可靠，可以实时精确获取海底管缆的实时位置。

作为优选技术手段：所述的埋设犁包括犁体、斜向后设置的海缆导管，所述的犁体的形状、尺寸固定，犁体周边设有所述的超短基线信标；所述的海缆导管与犁体位置固定。犁体不发生展开、收扰、收缩等变形情况，犁体的形状、尺寸固定，可以方便姿态的确定。在犁体姿态确定后，由于海缆导管与犁体位置固定，则可以准确定出海底管缆的实时位置。

作为优选技术手段：所述的犁体呈方体，每一角上均设有超短基线信标，超短基线信标与犁体固定连接。犁体姿态计算方便，且位于超短基线信标位于犁体的角上，超短基线信标之间的距离和为最大，有利于降低因测量误差而对犁体姿态判断造成的影响，使得到的犁体姿态更为准确。

作为优选技术手段：犁体的四个点对应超短基线四个信标，在埋设犁上设立物体坐标系，根据埋设犁的结构形状和尺寸，确定四个端点处信标在物体坐标系下的位置向量以及海底管缆在物体坐标系下的位置向量不同埋深对应不同海缆导管位置；

作业时，以超短基线换能器为原点，建立全局坐标系，通过超短基线信标定位，获得四个信标的位置信息，即获得四个信标处在全局坐标系下的位置向量