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(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CN108535751A(43)申请公布日2018.09.14(21)申请号201810183569.4(22)申请日2018.03.06(71)申请人上海瑞洋船舶科技有限公司地址201108上海市闵行区金都路5200号第2幢(72)发明人张贻启董晓恒罗修波胡小梅(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人庄文莉(51)Int.Cl.G01S19/42(2010.01)G01S15/06(2006.01)G01V3/08(2006.01)权利要求书3页说明书11页附图5页(54)发明名称水下定位装置及定位方法(57)摘要本发明提供了一种水下定位装置,包括超短基线收发器、测量船、GPS定位器(1)、应答器(5)以及海洋磁力仪(6);所述超短基线收发器设置在测量船的下方;所述GPS定位器(1)设置在测量船的上方;所述海洋磁力仪(6)通过应答器(5)及拖缆(7)与测量船相连接。本发明提供的水下定位装置及定位方法解决掩埋物的参数测量误差较大的问题。CN108535751ACN108535751A权利要求书1/3页1.一种水下定位装置,其特征在于,包括超短基线收发器、测量船、GPS定位器(1)、应答器(5)以及海洋磁力仪(6);所述超短基线收发器设置在测量船的下部;所述GPS定位器(1)设置在测量船的上部;所述海洋磁力仪(6)通过应答器(5)及拖缆(7)与测量船相连接。2.根据权利要求1所述的水下定位装置,其特征在于,所述超短基线收发器包括发射换能器(2)、接收基阵(4);所述发射换能器(2)发出第一声脉冲,所述应答器(5)接收第一声脉冲,回发第二声脉冲,接收基阵(4)接收第二声脉冲;所述应答器(5)与海洋磁力仪(6)通过刚性连接件连接。3.根据权利要求1所述的水下定位装置,其特征在于,所述海洋磁力仪(6)包括探头(10);所述探头(10)沿周向设置有扇片;所述探头(10)通过拖鱼(9)、管路(8)与应答器(5)的一端相连接;所述应答器(5)的另一端通过拖揽(7)与测量船相连接。4.一种水下定位方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:确定测量船上超短基线收发器在大地上的位置,记为A(X,Y,Z),由GPS定位器(1)测得;其中,X表示超短基线收发器在X轴上的坐标值;Y表示超短基线收发器在Y轴上的坐标值;Z表示超短基线收发器在Z轴上的坐标值;步骤2:确定应答器(5)相对于发射换能器(2)的位置,记为B(x,y,z),由超短基线收发器测得;其中,x表示应答器(5)相对于发射换能器(2)在X轴上的坐标值;y表示表示应答器(5)相对于发射换能器(2)在Y轴上的坐标值;z表示表示应答器(5)相对于发射换能器(2)在Z轴上的坐标值。;步骤3:确定海洋磁力仪(6)的探头(10)相对于应答器(5)的位置(u,v,w),并获取海洋磁力仪(6)的探头(10)的位置,记为(Xc,Yc,Zc);其中,u表示探头(10)相对于应答器(5)在X轴上的坐标值;v表示探头(10)相对于应答器(5)在Y轴上的坐标值;w表示探头(10)相对于应答器(5)在Z轴上的坐标值;其中,(Xc,Yc,Zc)由下列公式获得:(Xc,Yc,Zc)=(X+x+u,Y+y+v,Z+z+w)其中,下标C表示探头;Xc表示探头(10)在X轴上的坐标值;Yc表示探头(10)在Y轴上的坐标值;Zc表示探头(10)在Z轴上的坐标值;步骤4:由海洋磁力仪(6)、声学管线仪(3)分别确定海底管道相对于海洋磁力仪(6)的海平面位置、埋深;步骤5:根据所述探头(10)相对于应答器(5)的位置、所述海底管道相对于海洋磁力仪2CN108535751A权利要求书2/3页(6)的海平面位置和埋深,得到海底管道相对于超短基线收发器的位置的海平面位置和埋深。5.根据权利要求4所述的水下定位方法,其特征在于,所述步骤2包括如下子步骤:步骤2.1:发射换能器(2)发出第一声脉冲;步骤2.2:应答器(5)收到第一声脉冲后,回发第二声脉冲;步骤2.2:接收基阵(4)收到第二声脉冲后,测量出X、Y两个方向上的相位差,根据如下公式,获取应答器(5)的位置;其中,XA表示应答器在X轴上的投影;θX表示O到P与X轴的夹角;P表示应答器;S表示应答器到XYZ坐标系原点O的距离;c表示声波在水中的传播速度;f表示声波的频率;d表示表示Xa、Xb或Ya、Yb两个接收换能器之间的距离;Δφx表示;X轴方向的两个接收换能器Xa、Xb收到信号的相位差;Xa表示X轴方向右边的接收换能器;Xb表示X轴方向左边的接收换能器;YA表示应答器在Y轴上的投影;θY表示O到P与Y轴的夹角;Ya表示Y轴方向下边的的接收换能器;Yb表示Y轴方向上边的的接收换能器;Δφy表