[发明专利]一种深海运载器通信定位导航授时一体化方法及系统

摘要

本发明公开一种深海运载器通信定位导航授时一体化方法及系统。采用本发明的方法实现了通信、定位、导航、授时的一体化和深度融合，能够统一各传感器和系统之间的空间基准和时间基准，降低信息融合难度，实现便捷水声通信、实时/高更新率/低功耗/高精度定位、高精度/容错导航、精确授时。本发明实现了通信、定位、导航、授时四种工作模式同时进行，能够从根本上解决水声通信实用性不足、导航定位性能低下、无授时功能等问题，提高了深海运载器的水下作业效率。

主权项

1.一种深海运载器通信定位导航授时一体化方法，其特征在于，所述一体化方法应用于深海运载器通信定位导航授时一体化装置，所述装置包括水面监控平台、深海运载器和科考船/岸基监控中心，所述一体化方法包括：获取水面监控平台的经纬度和时间信息；将水面监控平台的经纬度和所述时间信息以水声通信的方式下发至深海运载器；通过深海运载器解码通信信息，获取水面监控平台发射通信信息时的经纬度和时间；获取深海运载器接收到通信信息的时间；根据水面监控平台发射通信信息的时间和深海运载器接收到通信信息的时间，得到传播时延；获取所述深海运载器的声速剖面和所述深海运载器深度；根据所述声速剖面、所述深海运载器深度和所述传播时延，构建本征声线；根据所述本征声线和所述深海运载器深度，得到水面监控平台与深海运载器的水平距离；获取所述水面监控平台相对于所述深海运载器的精确方位角；根据所述传播时延、所述方位角和所述深海运载器深度确定所述深海运载器相对所述水面监控平台的相对位置信息；根据所述相对位置信息和所述水面监控平台经纬度信息计算所述深海运载器的绝对位置信息；获取所述深海运载器的惯性导航信息和多普勒计程仪信息；将所述水面监控平台的经纬度信息、所述水平距离、所述绝对位置信息、所述惯性导航信息和所述多普勒计程仪信息进行融合校正，得到组合导航信息；将所述深海运载器组合导航信息和所述深海运载器状态信息以水声通信的方式向上发送至所述水面监控平台；通过所述水面监控平台解码通信信息，获取所述深海运载器发射的通信信息，并通过卫星转发给科考船/岸基监控中心；所述水面监控平台和所述深海运载器同时向对方发射授时声脉冲信号，并接收对方发送的授时声脉冲信号；测量所述水面监控平台发射授时声脉冲信号的时间以及所述水面监控平台接收到所述深海运载器发射的授时声脉冲信号的时间，记为第一时间间隔；测量所述深海运载器发射授时声脉冲信号的时间以及所述深海运载器接收到所述水面监控平台发射的授时声脉冲信号的时间，记为第二时间间隔；根据所述第一时间间隔和所述第二时间间隔，计算所述水面监控平台和所述深海运载器的时间差；根据所述时间差对所述深海运载器的时钟进行授时。