基于卫星导航系统的水下导航定位基准装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114325792A(43)申请公布日2022.04.12(21)申请号202111106993.7(22)申请日2021.09.22(71)申请人唐颖哲地址430074湖北省武汉市洪山区鲁磨路388号(72)发明人唐颖哲(74)专利代理机构北京海虹嘉诚知识产权代理有限公司11129代理人朱亚娜张涛(51)Int.Cl.G01S19/47(2010.01)G01S1/76(2006.01)G01S5/18(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称基于卫星导航系统的水下导航定位基准装置及方法(57)摘要一种基于卫星导航系统的水下导航定位基准装置及方法，通过将海上空间使用的GNSS接收机、姿态测量系统和水下使用的声信标固定在一根刚性支撑杆上，把水面上的卫星导航系统与水下的声信标紧密结合；由GNSS接收机/姿态测量组合装置测量水下声信标的位置，然后声信标把其位置信息及对应的时间信息转换成声信号在水下播发，本装置把陆地空间的卫星导航定位模式拓展到海底，使得空间无线电卫星定位导航与水下声波定位无缝转换，将卫星导航定位技术拓展到海底，实现水上和水下导航定位一体化。CN114325792ACN114325792A权利要求书1/2页1.一种基于卫星导航系统的水下导航定位基准装置，其特征在于，包括：刚性支撑杆，包括杆体、位于所述杆体一端的第一固定位和位于所述杆体另一端的第二固定位；GNSS接收机，固定于所述第一固定位，漂浮于海面上，通过卫星定位技术得出第一固定位的实时位置信息；姿态测量装置，测量刚性支撑杆姿态，并根据所述GNSS接收机得到的实时位置信息，经过转换计算得到第二固定位的实时位置信息；所述实时位置信息包括位置坐标信息和获取该位置坐标信息的时刻；声信标，固定于所述第二固定位，潜于海面以下，将所述第二固定位的实时位置信息编码形成水声定位信号，并将水声定位信号以水声载波的形式广播出去；太阳能供电系统，固定于所述刚性支撑杆，并置于所述第一固定位与所述浮漂之间，包括太阳能板和蓄电池，所述太阳能板浮于海面上接收阳光照射并将太阳能转换为电能存储于所述蓄电池，所述蓄电池为所述GNSS接收机、所述姿态测量装置和所述声信标提供电力；浮漂，固定于所述刚性支撑杆，并设于所述第一固定位和所述第二固定位之间，用于将所述GNSS接收机和所述太阳能供电系统浮于水面之上。2.根据权利要求1所述基于卫星导航系统的水下导航定位基准装置，其特征在于，所述GNSS接收机包括通用型接收机，所述通用型接收机包括没有高精度辅助定位信息支持的GNSS接收机。3.根据权利要求1或2所述基于卫星导航系统的水下导航定位基准装置，其特征在于，所述GNSS接收机包括高精度接收机，所述高精度接收机包括有高精度辅助定位信息支持的GNSS接收机。4.根据权利要求3所述基于卫星导航系统的水下导航定位基准装置，其特征在于，所述姿态测量装置包括惯导器件和加速度计。5.根据权利要求3所述基于卫星导航系统的水下导航定位基准装置，其特征在于，所述姿态测量装置内置于所述GNSS接收机，使得所述GNSS接收机成为GNSS接收机/姿态测量组合装置。6.根据权利要求3所述基于卫星导航系统的水下导航定位基准装置，其特征在于，所述刚性支撑杆的长度是精确测定的。7.根据权利要求3所述基于卫星导航系统的水下导航定位基准装置，其特征在于，所述声信标发播水声定位信号，水声定位信号的内容包括所述声信标的实时位置信息及时刻，其中，与通用型接收机相匹配的声信标的位置精度为10米‑15米，和/或与高精度接收机相匹配的声信标的位置精度为15厘米‑50厘米。8.根据权利要求5所述基于卫星导航系统的水下导航定位基准装置，其特征在于，所述GNSS接收机/姿态测量组合装置、太阳能供电系统和声信标的重心点均在所述刚性支撑杆的轴线上。9.一种基于卫星导航系统的水下导航定位方法，其特征在于，包括1个权利要求1‑8之一所述基于卫星导航系统的水下导航定位基准装置，水下定位用户利用短基线和/或超短基线水声定位系统，接收所述声信标发播的水声定位信号进行导航定位。10.一种基于卫星导航系统的水下导航定位方法，其特征在于，包括不在同一直线上的2CN114325792A权利要求书2/2页至少3个以上数量的权利要求1‑8之一所述基于卫星导航系统的水下导航定位基准装置组成的声信标网络，每个所述声信标均发播水声定位信号，水下定位用户利用长基线水声定位系统，同时接收这些所述声信标发播的水声定位信号进行导航定位。3CN114325792A说明书1/5页基于卫星导航系统的水下导航定位基准装置及方法技术领域[0001]本发明涉及导航定位技术领域，特别是一种基于卫星导航系统的水下导航