CN109029460A - 深海运载器对水面监控平台测距的导航方法、系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种深海运载器对水面监控平台测距的辅助导航方法、系统及装置。获取水面监控平台的经纬度和时间信息；将信息下发至深海运载器；通过解码通信信息，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；根据发射通信信息的时间和接收到通信信息的时间，得到传播时延；获取深海运载器的声速剖面和深海运载器深度；根据声速剖面、深海运载器深度和传播时延，构建本征声线；根据本征声线和深海运载器深度，得到水面监控平台与深海运载器的水平距离；获取深海运载器的惯性导航信息；将经纬度信息、水平距离和惯性导航信息进行融合校正，得到组合导航信息。本发明能够修正导航误差，提高导航精度。

Description

深海运载器对水面监控平台测距的导航方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及深海测量领域，特别是涉及一种深海运载器对水面监控平台测距的导航方法、系统及装置。

背景技术

通常，在深海运载器近海底(几米至两百米之间)作业过程中，依靠惯性导航系统SINS和声学多普勒计程仪DVL组成惯性基组合导航系统，可以实现较高精度的自主导航，漂移速度约为5米/小时。但是，深海运载器通常需要下潜到数千米，甚至上万米的大洋海底进行作业，而他们的下潜、上浮速度很慢，每分钟40米-100米，这使得上浮下潜过程非常冗长，通常需要耗费数小时。在这个过程中，声学多普勒计程仪DVL量程有限无法进行底跟踪，并且不同水层存在不同流速和流向的海流。这导致SINS/DVL组合导航系统失效，SINS处于自由发散状态。例如，深海运载器下潜到6000米海底，SINS/DVL输出的位置与真实位置可能有数百米的偏差。这对于精细地形测绘任务而言是无法接受的。

另一方面，DVL不仅具有最大量程，而且也有最小作用距离，一旦小于最小作用距离，就会进入测速盲区。例如，300千赫兹的RDI Workhorse DVL的最小距底高度为1米。对于深海载人潜水器HOV、深海无人遥控潜水器ROV，以及深海混合型运载器HROV，它们经常需要近海底作业，极易进入DVL测速盲区，无法准确获取深海运载器相对海底的绝对运动速度。这也会导致SINS/DVL组合导航系统失效，SINS处于自由发散状态。

针对DVL失效带来的SINS/DVL组合导航异常，主要采用长基线LBL和超短基线USBL等两类方法来解决。长基线可以获得很高的定位精度，且不随时间漂移。但是，在实际应用中长基线却受到诸多因素的限制，一方面，因其水下布阵和回收信标时间过长而难以满足快速调查的需求；另一方面，因声信号易被遮挡而不适合在地形复杂区域使用(如热液区和海山区)。超短基线换能器阵安装在船底而不受上述因素的制约，且使用方便。但是超短基线要想在深海获得高精度，则需要进行海上标定，校正换能器阵安装偏差，而每次校正都需要选择合适的海域，并耗费大量的时间、人力、物力。更为重要的是，超短基线的工作模式是通过科考船对深海运载器定位，然后水声通信将定位结果发送给深海运载器，这种工作模式必然导致深海运载器获得自身位置信息更新率低、延时大。因此急需一种深海运载器对水面监控平台测距的导航方法、系统及装置来解决这一技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种深海运载器对水面监控平台测距的导航方法、系统及装置，能够修正导航误差，提高导航精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种深海运载器对水面监控平台测距的辅助导航方法，所述方法包括：

通过卫星定位的方式实时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；

获取深海运载器的声速剖面和深海运载器深度；

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；

获取深海运载器的惯性导航信息；

将水面监控平台的经纬度信息、所述水平距离和所述惯性导航信息进行融合校正，得到组合导航信息。

可选的，所述根据所述水面监控平台发射通信信息的时间和所述深海运载器接收到通信信息的时间，得到传播时延，具体包括：

根据所述深海运载器通信解码获得的所述水面监控平台发射通信信息的时刻和所述深海运载器接收到通信信息的时刻，确定水声通信信号的传播时延。

可选的，所述根据所述本征声线和所述深海运载器深度，得到所述水面监控平台与所述深海运载器的水平距离，具体包括：

根据所述本征声线和所述深海运载器深度采用勾股定理，得到所述水面监控平台与所述深海运载器的水平距离。

可选的，所述将水面监控平台的经纬度信息、所述水平距离和所述惯性导航信息进行融合校正，得到组合导航信息，具体包括：

采用卡尔曼滤波方法将所述经纬度信息、所述水平距离和所述惯导信息进行融合校正，得到校正导航信息。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种深海运载器对水面监控平台测距的辅助导航系统，所述系统包括：

第一获取模块，用于通过卫星实时获取所述水面监控平台的经纬度和时间信息；

水声通信发射模块，用于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；

解码模块，用于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；

第二获取模块，用于获取深海运载器接收到通信信息的时间；

传播时延确定模块，用于根据所述水面监控平台发射通信信息的时间和所述深海运载器接收到通信信息的时间，得到传播时延；

第三获取模块，用于获取深海运载器的声速剖面和深海运载器深度；

本征声线构建模块，用于根据所述声速剖面、所述深海运载器深度和所述传播时延，构建本征声线；

水平距离确定模块，用于根据所述本征声线和所述深海运载器深度，得到所述水面监控平台与所述深海运载器的水平距离；

第四获取模块，用于获取深海运载器的惯性导航信息；

融合校正模块，用于将水面监控平台的经纬度信息、所述水平距离和所述惯性导航信息进行融合校正，得到组合导航信息。

可选的，所述传播时延确定模块，具体包括：

传播时延确定单元，用于根据所述深海运载器通信解码获得的所述水面监控平台发射通信信息的时刻和所述深海运载器接收到通信信息的时刻，确定水声通信信号的传播时延。

可选的，所述水平距离确定模块，具体包括：

水平距离确定单元，用于根据所述本征声线和所述深海运载器深度采用勾股定理，得到所述水面监控平台与所述深海运载器的水平距离。

可选的，所述融合校正模块，具体包括：

融合校正单元，用于采用卡尔曼滤波方法将所述经纬度信息、所述水平距离和所述惯导信息进行融合校正，得到校正导航信息。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种深海运载器对水面监控平台测距的辅助导航装置，所述装置包括水面监控平台部分和深海运载器部分，所述水面监控平台部分包括：卫星定位模块、第一水声通信模块、第一原子钟和表层声速计，所述第一水声通信模块分别与所述卫星定位模块、所述第一原子钟和所述表层声速计连接，所述第一水声通信模块用于接收所述卫星定位模块获取的水面监控平台的经纬度信息、接收所述第一原子钟测量的时间信息和接收所述表层声速计测量的表层声速信息，并将水面监控平台的经纬度、时间和表层声速等信息发送至深海运载器；

所述深海运载器部分包括信息融合模块、第二水声通信模块、测距信息处理模块、深度计、声速计、惯导模块、声学多普勒计程仪和第二原子钟，所述第二水声通信模块与所述第一水声通信模块连接，用于接收所述第一通信模块发送的水面监控平台的经纬度信息和时间信息，以及所述表层声速计测量的表层声速信息；所述信息融合模块分别与所述第二水声通信模块、所述测距信息处理模块、所述深度计、所述声速计、所述惯导模块、所述声学多普勒计程仪和所述第二原子钟连接；所述信息融合模块用于接收所述第二水声通信模块解码的水面监控平台的经纬度信息和时间信息，以及表层声速信息、所述深度计测量的深度信息、所述声速计测量的声速剖面信息、所述惯导模块测量的定位信息、所述声学多普勒计程仪测量的导航信息、所述第二原子钟测量的时间信息并根据上述信息确定所述深海运载器的导航信息。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供一种深海运载器对水面监控平台测距的辅助导航方法，所述方法包括：通过卫星定位的方式实时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；获取深海运载器的声速剖面和深海运载器深度；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；获取深海运载器的惯性导航信息；将水面监控平台的经纬度信息、所述水平距离和所述惯性导航信息进行融合校正，得到组合导航信息。本发明利用深海运载器已知水面监控平台的绝对位置、与水面监控平台的水平距离，利用卡尔曼滤波方法将它们与惯性导航/多普勒计程仪(SINS/DVL)进行信息融合，由此构成一种深海运载器对水面监控平台(视为移动单信标)测距的辅助导航系统，修正因声学多普勒计程仪进入测速盲区带来的导航误差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例深海运载器对水面监控平台测距的辅助导航方法流程图；

图2为本发明实施例深海运载器对水面监控平台测距的辅助导航系统结构图；

图3为本发明实施例水面监控平台组成示意图；

图4为本发明实施例深海运载器组成示意图；

图5为发明实施例深海运载器对水面监控平台测距的辅助导航示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例深海运载器对水面监控平台测距的辅助导航方法流程图。如图1所示，一种深海运载器对水面监控平台测距的辅助导航方法，所述方法包括：

步骤101：通过卫星定位的方式实时获取水面监控平台的经纬度和时间信息；

步骤102：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；

步骤103：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；

步骤104：获取深海运载器接收到通信信息的时间；

步骤105：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；

步骤106：获取深海运载器的声速剖面和深海运载器深度；

步骤107：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；

步骤108：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；

步骤109：获取深海运载器的惯性导航信息；

步骤110：将水面监控平台的经纬度信息、所述水平距离和所述惯性导航信息进行融合校正，得到组合导航信息。

步骤105，具体包括：

根据所述深海运载器通信解码获得的所述水面监控平台发射通信信息的时刻和所述深海运载器接收到通信信息的时刻，确定水声通信信号的传播时延。

步骤108，具体包括：

根据所述本征声线和所述深海运载器深度采用勾股定理，得到所述水面监控平台与所述深海运载器的水平距离。

步骤110，具体包括：

融合校正单元，用于采用卡尔曼滤波方法将所述经纬度信息、所述水平距离和所述惯导信息进行融合校正，得到校正导航信息。

所述深海运载器下潜过程中利用自身携带的声速计测量整个声速剖面；为补偿表面声速受日照、风浪等的影响，所述水面监控平台每隔一段时间，如1小时，测量海水表面200米以内的声速剖面，并通过数字水声通信的方式下发给所述深海运载器，所述深海运载器将下潜时测量的声速剖面和新收到的表面声速剖面进行融合，得到新的声速剖面，用于本征声线解算。

本发明利用深海运载器已知水面监控平台的绝对位置、与水面监控平台的水平距离，利用卡尔曼滤波方法将它们与SINS/DVL进行信息融合，由此构成一种深海运载器对水面监控平台(视为移动单信标)测距的辅助导航系统，修正因声学多普勒计程仪进入测速盲区带来的导航误差。

图2为本发明实施例深海运载器对水面监控平台测距的辅助导航系统结构图。如图2所示，一种深海运载器对水面监控平台测距的辅助导航系统，所述系统包括：

第一获取模块201，用于通过卫星实时获取所述水面监控平台的经纬度和时间信息；

水声通信发射模块202，用于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；

解码模块203，用于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；

第二获取模块204，用于获取深海运载器接收到通信信息的时间；

传播时延确定模块205，用于根据所述水面监控平台发射通信信息的时间和所述深海运载器接收到通信信息的时间，得到传播时延；

第三获取模块206，用于获取深海运载器的声速剖面和深海运载器深度；

本征声线构建模块207，用于根据所述声速剖面、所述深海运载器深度和所述传播时延，构建本征声线；

水平距离确定模块208，用于根据所述本征声线和所述深海运载器深度，得到所述水面监控平台与所述深海运载器的水平距离；

第四获取模块209，用于获取深海运载器的惯性导航信息；

融合校正模块210，用于将水面监控平台的经纬度信息、所述水平距离和所述惯性导航信息进行融合校正，得到组合导航信息

所述传播时延确定模块205，具体包括：

传播时延确定单元，用于根据所述深海运载器通信解码获得的所述水面监控平台发射通信信息的时刻和所述深海运载器接收到通信信息的时刻，确定水声通信信号的传播时延。

所述水平距离确定模块208，具体包括：

水平距离确定单元，用于根据所述本征声线和所述深海运载器深度采用勾股定理，得到所述水面监控平台与所述深海运载器的水平距离。

所述融合校正模块210，具体包括：

融合校正单元，用于采用卡尔曼滤波方法将所述经纬度信息、所述水平距离和所述惯导信息进行融合校正，得到校正导航信息。

所述深海运载器下潜过程中利用自身携带的声速计测量整个声速剖面；为补偿表面声速受日照、风浪等的影响，所述水面监控平台每隔一段时间，如1小时，测量海水表面200米以内的声速剖面，并通过数字水声通信的方式下发给所述深海运载器，所述深海运载器将下潜时测量的声速剖面和新收到的表面声速剖面进行融合，得到新的声速剖面，用于本征声线解算。

一种深海运载器对水面监控平台测距的辅助导航装置，所述装置包括水面监控平台部分1和深海运载器部分2，图3为本发明实施例水面监控平台部分组成示意图。如图3所示，所述水面监控平台部分1包括：卫星定位模块11、第一水声通信模块12、第一原子钟13和表层声速计14，所述第一水声通信模块12分别与所述卫星定位模块11、所述第一原子钟13和所述表层声速计14连接，所述第一水声通信模块12用于接收所述卫星定位模块11获取的水面监控平台的经纬度信息、接收所述第一原子钟13测量的时间信息和接收所述表层声速计14测量的表层声速信息；所述卫星定位模块11用于提供水面监控平台的经度、维度和时间等信息；第一水声通信模块12用于将水面监控平台的经纬度、时间和表层声速等信息发送至深海运载器；第一原子钟13用于提供时间基准；表层声速计14用于每隔一段时间测量一次表层海水声速信息。图4为本发明实施例深海运载器部分组成示意图。如图4所示，所述深海运载器部分2包括信息融合模块21、第二水声通信模块22、测距信息处理模块23、深度计24、声速计25、惯导模块26、声学多普勒计程仪27和第二原子钟28，所述第二水声通信模块22与所述第一水声通信模块12连接，用于接收所述第一通信模块21发送的水面监控平台的经纬度信息和时间信息，以及表层声速信息；；所述信息融合模块21分别与所述第二水声通信模块22、所述测距信息处理模块23、所述深度计24、所述声速计25、所述惯导模块26、所述声学多普勒计程仪27和所述第二原子钟28连接；所述信息融合模块21用于接收所述第二水声通信模块22接收的水面监控平台的经纬度信息和时间信息，以及表层声速信息、所述深度计24测量的深度信息、所述声速计25测量的声速剖面信息、所述惯导模块26测量的定位信息、所述声学多普勒计程仪27测量的导航信息、所述第二原子钟28测量的时间信息并根据上述信息确定所述深海运载器2的导航信息。

深海运载器的第二水声通信模块22由收发合置换能器、滤波放大器、功率放大器、信号处理器等组成。与水面监控平台的第一水声通信模块12相连，用于与水面监控平台的通信解码，接收水面监控平台发来的信息。一般是在已有水声通信系统上增加时延测量功能。第二水声通信模块22与深海运载器的测距信息处理模块23相连，为后者提供水面监控平台与深海运载器之间的水声传播时延。第二水声通信模块22与深海运载器的信息融合模块21相连，为后者提供水面监控平台的位置等。第二水声通信模块22与深海运载器的第二原子钟28相连，由后者提供时间基准。

深海运载器的测距信息处理模块23，主要用于根据水声信号传播时延估计深海运载器与水面监控平台之间的水平距离。测距信息处理模块23与深海运载器的深度计24相连，由后者提供深海运载器深度。测距信息处理模块23与深海运载器的声速计25相连，由后者提供声速剖面信息。与深海运载器的信息融合模块21相连，为后者提供深海运载器2与水面监控平台1之间的水平距离。

深海运载器的深度计24与深海运载器的信息融合模块21相连，为后者提供深度信息。与深海运载器的第二原子钟28相连，由后者提供时间基准。

深海运载器的声速计25与深海运载器的信息融合模块21相连，与表层声速信息进行融合，生成新的声速剖面，为后者提供声速剖面信息。与深海运载器的第二原子钟28相连，由后者提供时间基准。

作为组合导航的基础，深海运载器的惯导模块26与深海运载器的信息融合模块21相连，为后者提供惯导信息。与深海运载器的第二原子钟28相连，由后者提供时间基准。

深海运载器的声学多普勒计程仪27与深海运载器的信息融合模块21，为后者提供速度修正。与深海运载器的第二原子钟28相连，由后者提供时间基准。

深海运载器的信息融合模块21是整个组合导航系统的核心，用于解算深海运载器与水面监控平台之间的水平距离，并与SINS/DVL进行信息融合。它与深海运载器的第一水声通信模块12相连，接收后者提供的水面监控平台位置信息。与深海运载器的测距信号处理模块23相连，接收后者提供的水平测距信息。与深海运载器的深度计24，由后者提供深度信息。与深海运载器的惯导模块26，由后者提供组合导航基础。与深海运载器的声学多普勒计程仪27，由后者提供速度修正。与深海运载器的第二原子钟28相连，由后者提供时间基准。

深海运载器的第二原子钟28与深海运载器的其他部件相连，用于提供时间基准。

整个实施过程中，由水面监控平台向深海运载器进行单向水声通信，将水面监控平台的经度、维度和时间信息发送给深海运载器；深海运载器只是被动接收水声信号，而不向上发射声波。由于水面监控平台向下发送的信息已经包含时间信息，深海运载器可以识别不同声波对应的水面监控平台位置信息，因此水面监控平台可以进行高更新率的发射，如1秒1次。

深海运载器在收到水面监控平台下发的水声信号后，进行通信解码，获取水面监控平台发射时刻的经度、维度和时间；同时估计水声信号传播时延。

深海运载器的测距信号处理模块，利用已知声速剖面、深海运载器深度和传播时延，基于射线理论声传播模型，快速计算出连接水面监控平台和深海运载器的本征声线，并转换为水面监控平台和深海运载器之间的水平距离。

深海运载器的信息融合模块，在收到水声通信单元解码的水面监控平台位置和测距信号处理单元计算得到的水平距离后，利用卡尔曼滤波器将它们与SINS/DVL进行信息融合和更新，修正因DVL进入测速盲区带来的导航误差。

图5为发明实施例深海运载器对水面监控平台测距的辅助导航示意图。

由于水面监控平台下发水声信号的更新率约为1秒1次，SINS/DVL的更新率在1秒10次以上，因此，在没有收到声学测距信息时，深海运载器的信息融合单元进行SINS/DVL自主导航。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种深海运载器对水面监控平台测距的辅助导航方法，其特征在于，所述方法包括：

通过卫星定位的方式实时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；

获取深海运载器的声速剖面和深海运载器深度；

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；

获取深海运载器的惯性导航信息；

将水面监控平台的经纬度信息、所述水平距离和所述惯性导航信息进行融合校正，得到组合导航信息。

2.根据权利要求1所述的深海运载器对水面监控平台测距的辅助导航方法，其特征在于，所述根据所述水面监控平台发射通信信息的时间和所述深海运载器接收到通信信息的时间，得到传播时延，具体包括：

根据所述深海运载器通信解码获得的所述水面监控平台发射通信信息的时刻和所述深海运载器接收到通信信息的时刻，确定水声通信信号的传播时延。

3.根据权利要求1所述的深海运载器对水面监控平台测距的辅助导航方法，其特征在于，所述根据所述本征声线和所述深海运载器深度，得到所述水面监控平台与所述深海运载器的水平距离，具体包括：

根据所述本征声线和所述深海运载器深度采用勾股定理，得到所述水面监控平台与所述深海运载器的水平距离。

4.根据权利要求1所述的深海运载器对水面监控平台测距的辅助导航方法，其特征在于，所述将水面监控平台的经纬度信息、所述水平距离和所述惯性导航信息进行融合校正，得到组合导航信息，具体包括：

采用卡尔曼滤波方法将所述经纬度信息、所述水平距离和所述惯导信息进行融合校正，得到校正导航信息。

5.一种深海运载器对水面监控平台测距的辅助导航系统，其特征在于，所述系统包括：

第一获取模块，用于通过卫星实时获取所述水面监控平台的经纬度和时间信息；

水声通信发射模块，用于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；

解码模块，用于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；

第二获取模块，用于获取深海运载器接收到通信信息的时间；

传播时延确定模块，用于根据所述水面监控平台发射通信信息的时间和所述深海运载器接收到通信信息的时间，得到传播时延；

第三获取模块，用于获取深海运载器的声速剖面和深海运载器深度；

本征声线构建模块，用于根据所述声速剖面、所述深海运载器深度和所述传播时延，构建本征声线；

水平距离确定模块，用于根据所述本征声线和所述深海运载器深度，得到所述水面监控平台与所述深海运载器的水平距离；

第四获取模块，用于获取深海运载器的惯性导航信息；

融合校正模块，用于将水面监控平台的经纬度信息、所述水平距离和所述惯性导航信息进行融合校正，得到组合导航信息。

6.根据权利要求5所述的深海运载器对水面监控平台测距的辅助导航系统，其特征在于，所述传播时延确定模块，具体包括：

传播时延确定单元，用于根据所述深海运载器通信解码获得的所述水面监控平台发射通信信息的时刻和所述深海运载器接收到通信信息的时刻，确定水声通信信号的传播时延。

7.根据权利要求5所述的深海运载器对水面监控平台测距的辅助导航系统，其特征在于，所述水平距离确定模块，具体包括：

水平距离确定单元，用于根据所述本征声线和所述深海运载器深度采用勾股定理，得到所述水面监控平台与所述深海运载器的水平距离。

8.根据权利要求5所述的深海运载器对水面监控平台测距的辅助导航系统，其特征在于，所述融合校正模块，具体包括：

融合校正单元，用于采用卡尔曼滤波方法将所述经纬度信息、所述水平距离和所述惯导信息进行融合校正，得到校正导航信息。

9.一种深海运载器对水面监控平台测距的辅助导航装置，其特征在于，所述装置包括水面监控平台部分和深海运载器部分，所述水面监控平台部分包括：卫星定位模块、第一水声通信模块、第一原子钟和表层声速计，所述第一水声通信模块分别与所述卫星定位模块、所述第一原子钟和所述表层声速计连接，所述第一水声通信模块用于接收所述卫星定位模块获取的水面监控平台的经纬度信息、接收所述第一原子钟测量的时间信息和接收所述表层声速计测量的表层声速信息，并将水面监控平台的经纬度、时间和表层声速等信息发送至深海运载器；

所述深海运载器部分包括信息融合模块、第二水声通信模块、测距信息处理模块、深度计、声速计、惯导模块、声学多普勒计程仪和第二原子钟，所述第二水声通信模块与所述第一水声通信模块连接，用于接收所述第一通信模块发送的水面监控平台的经纬度信息和时间信息，以及所述表层声速计测量的表层声速信息；所述信息融合模块分别与所述第二水声通信模块、所述测距信息处理模块、所述深度计、所述声速计、所述惯导模块、所述声学多普勒计程仪和所述第二原子钟连接；所述信息融合模块用于接收所述第二水声通信模块解码的水面监控平台的经纬度信息和时间信息，以及表层声速信息、所述深度计测量的深度信息、所述声速计测量的声速剖面信息、所述惯导模块测量的定位信息、所述声学多普勒计程仪测量的导航信息、所述第二原子钟测量的时间信息并根据上述信息确定所述深海运载器的导航信息。