[发明专利]一种基于时间同步的便携式水下宽带扩频信标导航定位系统及方法

摘要

一种基于时间同步的便携式水下宽带扩频信标定位系统及方法，其将高精度的姿态传感器MRU和罗经与声学基阵一体化集成到便携式声头内部，利用高精度时间同步技术对便携式声头和声信标进行时间同步。经过严格时间同步的声信标定时发射扩频水声信号。声头接收到扩频信号后，经过信号解算、斜距计算、高精度测向及位置解算得到声信标的位置。计算出坐标后得到声信标的位置，通过连续应答、解算、定位便可以绘制出声信标的运动轨迹，实现对水下设备进行精确定位和导航。

主权项

一种基于时间同步的便携式水下宽带扩频信标定位方法，其将高精度的姿态传感器MRU和罗经与声学基阵一体化集成到便携式声头内部，其特征在于包含以下步骤：步骤一：利用高精度时间同步技术对便携式声头和声信标进行时间同步；步骤二：经过严格时间同步的声信标定时发射扩频水声信号；步骤三：声头接收到扩频信号后，经过信号解算、斜距计算、高精度测向及位置解算得到声信标的位置；步骤四：通过连续应答、解算、定位便可以绘制出声信标的运动轨迹，实现对水下设备进行精确定位和导航；其中，步骤一中高精度时间同步方法过程如下：(1)系统利用GPS产生的PPS脉冲进行时间同步，目前GPS和北斗的授时系统PPS脉冲上升沿能够提供精度小于100ns的时间同步信号，完全能够满足水声定位系统的要求；(2)GPS的PPS脉冲同时接入到声头和应答器，为声头时钟和应答器时钟提供时间同步基准，并校准高精度晶振的时钟；(3)应答器断开PPS脉冲，利用内部高精度晶振时钟进行守时。