CN110749339A - 水下航行器的定位校准方法、装置、船载设备和水下设备 - Google Patents

水下航行器的定位校准方法、装置、船载设备和水下设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了水下航行器的定位校准方法、装置、船载设备和水下设备，该方法应用于船载甲板单元，包括：接收GPS接收基站发送的GPS信息和声学定位段系统发送的声信息和N个周期的定位发射信号，声信息包括第一惯导位置信息；将N个周期的定位发射信号、第一惯导位置信息和GPS信息通过长基线迭代算法，得到惯导漂移误差值；根据惯导漂移误差值，得到惯导漂移修正值；将惯导漂移修正值发送给声学定位段系统，声学定位段系统将惯导漂移修正值发送给惯性导航设备，以使惯性导航系统根据惯导漂移修正值对惯导位置信息进行校准，不需要投放潜标和浮标，使用前也不需要进行标校，使可以准确对水下航行器进行定位及校准。

Description

水下航行器的定位校准方法、装置、船载设备和水下设备
技术领域
本发明涉及水下航行器技术领域，尤其是涉及水下航行器的定位校准方法、装置、船载设备和水下设备。
背景技术
无人水下航行器(Unmanned Undersea Vehicle，UUV)是一种以潜艇或水面舰船为支援平台，能长期在水下自主航行并可回收的智能化装置，借助母平台可搭载多种传感器和专用设备等，并可执行特定的任务使命，但由于海洋水下工作环境相当复杂，UUV的水下三维定位与跟踪一直都是个难题。目前常用的方法有：浮标长基线定位、潜标长基线定位、超短基线定位等。上述方法在进行定位跟踪时，需要布放潜标和浮标，并且在使用前还需要进行标校，定位校准复杂。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供水下航行器的定位校准方法、装置、船载设备和水下设备，不需要投放潜标和浮标，使用前也不需要进行标校，使可以对水下航行器进行校准。
第一方面，本发明实施例提供了水下航行器的定位校准方法，应用于船载甲板单元，所述方法包括：
接收船载全球定位系统GPS接收基站发送的GPS信息，以及接收声学定位段系统发送的声信息和N个周期的定位发射信号，所述声信息包括第一惯导位置信息；
将所述N个周期的定位发射信号、所述第一惯导位置信息和所述GPS信息通过长基线迭代算法，得到惯导漂移误差值；
根据所述惯导漂移误差值，得到惯导漂移修正值；
将所述惯导漂移修正值发送给所述声学定位段系统，以使所述声学定位段系统将所述惯导漂移修正值发送给惯性导航设备，由所述惯性导航系统根据所述惯导漂移修正值对所述第一惯导位置信息进行校准。
进一步的，所述声信息还包括定位信号，所述方法还包括：
根据所述定位信号得到时延；
根据所述时延得到所述声学定位段系统在发射脉冲信号的当前位置与所述船载甲板单元的距离；
其中，所述时延为所述声学定位段系统发送给所述船载甲板单元的所述脉冲信号的第一时间与所述船载甲板单元接收到所述脉冲信号的第二时间的时间差。
进一步的，所述根据所述时延得到所述声学定位段系统在发射脉冲信号的当前位置与所述船载甲板单元的距离，包括：
根据下式计算所述距离：
L＝T1*C
其中，L为所述距离，T1为所述时延，C为声速。
进一步的，所述声信息还包括水下航行器UUV实时状态信息，所述方法还包括：
将所述第一惯导位置信息转换为大地坐标系形式的第二惯导位置信息；
将所述第二惯导位置信息和所述UUV实时状态信息发送给显控平台，以使所述显控平台显示所述第二惯导位置信息和所述UUV实时状态信息。
第二方面，本发明实施例提供了水下航行器的定位校准方法，应用于声学定位段系统，所述方法包括：
接收UUV主控系统发送的参数信息和船载甲板单元发送的惯导漂移修正值，所述参数信息包括惯导偏差参考点；
接收惯性导航设备发送的第一惯导位置信息；
将所述惯导偏差参考点与所述第一惯导位置信息进行比较，得到偏差值；
如果所述偏差值大于预设偏差阈值，则将所述惯导漂移修正值发送给所述惯性导航设备，以使所述惯性导航系统根据所述惯导漂移修正值对所述第一惯导位置信息进行校准。
进一步的，所述参数信息还包括UUV实时状态信息，所述UUV实时状态信息包括指令收发状态信息、UUV工作状态信息和航行深度信息。
第三方面，本发明实施例提供了水下航行器的定位校准装置，应用于船载甲板单元，所述船载甲板单元包括：第一接收机、第一发射机和第一数字信号处理DSP单元；所述第一接收机和所述第一发射机分别与所述第一DSP单元相连接；
所述第一接收机，用于接收船载全球定位系统GPS接收基站发送的GPS信息，以及接收声学定位段系统发送的声信息和N个周期的定位发射信号，所述声信息包括第一惯导位置信息；
所述第一DSP单元，用于将所述N个周期的定位发射信号、所述第一惯导位置信息和所述GPS信息通过长基线迭代算法，得到惯导漂移误差值；根据所述惯导漂移误差值，得到惯导漂移修正值；
所述第一发射机，用于将所述惯导漂移修正值发送给所述声学定位段系统，以使所述声学定位段系统将所述惯导漂移修正值发送给惯性导航设备，由所述惯性导航系统根据所述惯导漂移修正值对所述第一惯导位置信息进行校准。
第四方面，本发明实施例提供了水下航行器的定位校准装置，应用于声学定位段系统，所述声学定位段系统包括：第二发射机、第二接收机、第二DSP单元和现场可编程门阵列FPGA；
所述第二接收机，用于接收UUV主控系统发送的参数信息和船载甲板单元发送的惯导漂移修正值，所述参数信息包括惯导偏差参考点，以及接收惯性导航设备发送的第一惯导位置信息；
所述第二DSP单元，用于接收所述FPGA发送的所述惯导偏差参考点和所述第一惯导位置信息，将所述惯导偏差参考点与所述第一惯导位置信息进行比较，得到偏差值；
所述第二发射机，用于在所述偏差值大于预设偏差阈值的情况下，将所述惯导漂移修正值发送给所述惯性导航设备，以使所述惯性导航系统根据所述惯导漂移修正值对所述第一惯导位置信息进行校准。
第五方面，本发明实施例提供了船载设备，包括如上所述的船载甲板单元，还包括船载GPS接收基站和显控平台。
第六方面，本发明实施例提供了水下设备，包括如上所述的声学定位段系统，还包括惯性导航设备。
本发明实施例提供了水下航行器的定位校准方法、装置、船载设备和水下设备，该方法应用于船载甲板单元，包括：接收船载GPS接收基站发送的GPS信息，以及接收声学定位段系统发送的声信息和N个周期的定位发射信号，声信息包括第一惯导位置信息；将N个周期的定位发射信号、第一惯导位置信息和GPS信息通过长基线迭代算法，得到惯导漂移误差值；根据惯导漂移误差值，得到惯导漂移修正值；将惯导漂移修正值发送给声学定位段系统，声学定位段系统将惯导漂移修正值发送给惯性导航设备，以使惯性导航系统根据惯导漂移修正值对第一惯导位置信息进行校准，不需要投放潜标和浮标，使用前也不需要进行标校，使可以准确对水下航行器进行校准。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的水下航行器的定位校准方法流程图；
图2为本发明实施例二提供的另一水下航行器的定位校准方法流程图；
图3为本发明实施例三提供的水下航行器的定位校准装置示意图；
图4为本发明实施例三提供的船载设备示意图；
图5为本发明实施例四提供的另一水下航行器的定位校准装置示意图；
图6为本发明实施例四提供的水下设备示意图；
图7为本发明实施例四提供的水下航行器的定位校准系统示意图。
图标：
1-船载甲板单元；11-第一接收机；12-第一发射机；13-第一DSP单元；14-第一收发合置；15-CPLD授时单元；16-看门狗电路；17-电源管理单元；18-电池；19-电源接口；2-声学定位段系统；21-第二接收机；22-第二发射机；23-第二DSP单元；24-FPGA；25-第二收发合置；3-船载GPS接收基站；4-显控平台；5-惯性导航设备；6-第一换能器；7-第二换能器；8-UUV通信段系统。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
为便于对本实施例进行理解，下面对本发明实施例进行详细介绍。
实施例一：
图1为本发明实施例一提供的水下航行器的定位校准方法流程图。
参照图1，执行主体为船载甲板单元，该方法包括以下步骤：
步骤S101，接收船载GPS(Global Positioning System，全球定位系统)接收基站发送的GPS信息，以及接收声学定位段系统发送的声信息和N个周期的定位发射信号，声信息包括第一惯导位置信息；
这里，在校准的过程中，UUV绕母船做绕圈航行，绕了N圈，即获取N个周期的定位发射信号。其中，N为正整数。
步骤S102，将N个周期的定位发射信号、第一惯导位置信息和GPS信息通过长基线迭代算法，得到惯导漂移误差值；
这里，将N个周期的定位发射信号、第一惯导位置信息和GPS信息作为长基线迭代算法的输入，最终输出得到惯导漂移误差值。
步骤S103，根据惯导漂移误差值，得到惯导漂移修正值；
步骤S104，将惯导漂移修正值发送给声学定位段系统，以使声学定位段系统将惯导漂移修正值发送给惯性导航设备，由惯性导航系统根据惯导漂移修正值对第一惯导位置信息进行校准。
这里，在得到惯导漂移修正值后，船载甲板单元向声学定位段系统发送校准完成的指令信息。
进一步的，声信息还包括定位信号，该方法还包括以下步骤：
步骤S201，根据定位信号得到时延；
步骤S202，根据时延得到声学定位段系统在发射脉冲信号的当前位置与船载甲板单元的距离；
其中，时延为声学定位段系统发送给船载甲板单元的脉冲信号的第一时间与船载甲板单元接收到脉冲信号的第二时间的时间差。
进一步的，步骤S202包括：
根据公式(1)计算距离：
L＝T1*C (1)
其中，L为距离，T1为时延，C为声速。其中，声速根据不同的水文条件获取对应的值。
进一步的，声信息还包括水下航行器UUV实时状态信息，该方法还包括以下步骤：
步骤S301，将第一惯导位置信息转换为大地坐标系形式的第二惯导位置信息；
步骤S302，将第二惯导位置信息和UUV实时状态信息发送给显控平台，以使显控平台显示第二惯导位置信息和UUV实时状态信息。
本实施例中，船载甲板单元接收船载GPS接收基站发送的GPS信息和声学定位段系统发送的声信息，以及接收声学定位段系统发送的N个周期的定位发射信号，将声信息中的第一惯导位置信息、定位发射信号和GPS信息作为长基线迭代算法的输入，输出得到惯导漂移误差值，根据惯导漂移误差值得到惯导漂移修正值，并发送给声学定位段系统，以使声学定位段系统判断是否需要进行校准，不需要投放潜标和浮标，使用前也不需要进行标校，通过向声学定位段系统发送惯导漂移修正值，就可以准确对水下航行器进行校准。
实施例二：
图2为本发明实施例二提供的另一水下航行器的定位校准方法流程图。
参照图2，执行主体为声学定位段系统，该方法包括以下步骤：
步骤S401，接收UUV主控系统发送的参数信息和船载甲板单元发送的惯导漂移修正值，参数信息包括惯导偏差参考点；
这里，通过在UUV主控系统上设置参数信息，参数信息包括规划路径和在规划路径上选取的N个坐标点，这N个坐标点即为惯导偏差参考点。
步骤S402，接收惯性导航设备发送的第一惯导位置信息；
这里，惯性导航设备可以在短时间内定位，定位精度稳定，随着时间的增长而累积误差，惯性导航设备在1小时内的漂移误差在10m以内，可以满足UUV在海上作业的定位精度的要求，因此，在选择坐标点时，将两个相邻的坐标点之间的时间间距控制在小于或等于1小时。
步骤S403，将惯导偏差参考点与第一惯导位置信息进行比较，得到偏差值；
这里，第一惯导位置信息会显示UUV的实时位置信息，根据UUV的实时位置信息生成当前路径轨迹，将当前路径轨迹与惯导偏差参考点进行比较，得到偏差值。
步骤S404，如果偏差值大于预设偏差阈值，则将惯导漂移修正值发送给惯性导航设备，以使惯性导航系统根据惯导漂移修正值对第一惯导位置信息进行校准。
这里，如果偏差值大于预设偏差阈值，则说明需要校准，此时声学定位段系统将惯导漂移修正值发送给惯性导航设备，惯性导航系统根据惯导漂移修正值对第一惯导位置信息进行校准。在校准过程中，UUV不需要浮出水面就可以进行校谁，从而提高了UUV水下作业的隐蔽性和长时性。
进一步的，参数信息还包括UUV实时状态信息，UUV实时状态信息包括指令收发状态信息、UUV工作状态信息和航行深度信息。
本实施例中，声学定位段系统接收UUV主控系统发送的参数信息和船载甲板单元发送的惯导漂移修正值，以及接收接收惯性导航设备发送的第一惯导位置信息，将惯导偏差参考点与第一惯导位置信息进行比较，得到偏差值；如果偏差值大于预设偏差阈值，则将惯导漂移修正值发送给惯性导航设备，以使惯性导航系统根据惯导漂移修正值对第一惯导位置信息进行校准，不需要投放潜标和浮标，使用前也不需要进行标校，通过向声学定位段系统发送惯导漂移修正值，就可以准确对水下航行器进行校准。
实施例三：
图3为本发明实施例三提供的水下航行器的定位校准装置示意图。
参照图3，水下航行器的定位校准装置应用于船载甲板单元1，船载甲板单元1包括：第一接收机11、第一发射机12和第一DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)单元13；第一接收机11和第一发射机12分别与第一DSP单元13相连接；船载甲板单元1还包括CPLD授时单元15、看门狗电路16、电源管理单元17、电池18和电源接口19；CPLD授时单元15、看门狗电路16和电源管理单元17均与第一DSP单元13相连接，电源管理单元17与电池18相连接，电池18与电源接口19相连接，电源接口19与电源管理单元17相连接。
第一接收机11，用于接收船载GPS接收基站发送的GPS信息，以及接收声学定位段系统发送的声信息和N个周期的定位发射信号，声信息包括第一惯导位置信息；
第一DSP单元13，用于将N个周期的定位发射信号、第一惯导位置信息和GPS信息通过长基线迭代算法，得到惯导漂移误差值；根据惯导漂移误差值，得到惯导漂移修正值；
第一发射机12，用于将惯导漂移修正值发送给声学定位段系统，以使声学定位段系统将惯导漂移修正值发送给惯性导航设备，由惯性导航系统根据惯导漂移修正值对第一惯导位置信息进行校准。
参照图4，船载设备包括船载甲板单元，还包括船载GPS接收基站3、显控平台4和第一换能器6。
实施例四：
图5为本发明实施例四提供的另一水下航行器的定位校准装置示意图。
参照图5，水下航行器的定位校准装置应用于声学定位段系统2，声学定位段系统2包括：第二发射机22、第二接收机21、第二DSP单元23和FPGA(Field-Programmable GateArray，现场可编程门阵列)24；
第二接收机21，用于接收UUV主控系统发送的参数信息和船载甲板单元发送的惯导漂移修正值，参数信息包括惯导偏差参考点，以及接收惯性导航设备发送的第一惯导位置信息；
第二DSP单元23，用于接收FPGA24发送的惯导偏差参考点和第一惯导位置信息，将惯导偏差参考点与第一惯导位置信息进行比较，得到偏差值；
第二发射机22，用于在偏差值大于预设偏差阈值的情况下，将惯导漂移修正值发送给惯性导航设备，以使惯性导航系统根据惯导漂移修正值对第一惯导位置信息进行校准。
参照图6，水下设备包括声学定位段系统2，还包括UUV通信段系统8和第二换能器7，UUV通信段系统8包括惯性导航设备5。船载设备和水下设备构成水下航行器的定位校准系统，具体参照图7。
本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例提供的水下航行器的定位校准方法的步骤。
本发明实施例还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，计算机可读介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述实施例的水下航行器的定位校准方法的步骤。
本发明实施例所提供的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种水下航行器的定位校准方法，其特征在于，应用于船载甲板单元，所述方法包括：
接收船载全球定位系统GPS接收基站发送的GPS信息，以及接收声学定位段系统发送的声信息和N个周期的定位发射信号，所述声信息包括第一惯导位置信息；
将所述N个周期的定位发射信号、所述第一惯导位置信息和所述GPS信息通过长基线迭代算法，得到惯导漂移误差值；
根据所述惯导漂移误差值，得到惯导漂移修正值；
将所述惯导漂移修正值发送给所述声学定位段系统，以使所述声学定位段系统将所述惯导漂移修正值发送给惯性导航设备，由所述惯性导航系统根据所述惯导漂移修正值对所述第一惯导位置信息进行校准。
2.根据权利要求1所述的水下航行器的定位校准方法，其特征在于，所述声信息还包括定位信号，所述方法还包括：
根据所述定位信号得到时延；
根据所述时延得到所述声学定位段系统在发射脉冲信号的当前位置与所述船载甲板单元的距离；
其中，所述时延为所述声学定位段系统发送给所述船载甲板单元的所述脉冲信号的第一时间与所述船载甲板单元接收到所述脉冲信号的第二时间的时间差。
3.根据权利要求2所述的水下航行器的定位校准方法，其特征在于，所述根据所述时延得到所述声学定位段系统在发射脉冲信号的当前位置与所述船载甲板单元的距离，包括：
根据下式计算所述距离：
L＝T1*C
其中，L为所述距离，T1为所述时延，C为声速。
4.根据权利要求1所述的水下航行器的定位校准方法，其特征在于，所述声信息还包括水下航行器UUV实时状态信息，所述方法还包括：
将所述第一惯导位置信息转换为大地坐标系形式的第二惯导位置信息；
将所述第二惯导位置信息和所述UUV实时状态信息发送给显控平台，以使所述显控平台显示所述第二惯导位置信息和所述UUV实时状态信息。
5.一种水下航行器的定位校准方法，其特征在于，应用于声学定位段系统，所述方法包括：
接收UUV主控系统发送的参数信息和船载甲板单元发送的惯导漂移修正值，所述参数信息包括惯导偏差参考点；
接收惯性导航设备发送的第一惯导位置信息；
将所述惯导偏差参考点与所述第一惯导位置信息进行比较，得到偏差值；
如果所述偏差值大于预设偏差阈值，则将所述惯导漂移修正值发送给所述惯性导航设备，以使所述惯性导航系统根据所述惯导漂移修正值对所述第一惯导位置信息进行校准。
6.根据权利要求5所述的水下航行器的定位校准方法，其特征在于，所述参数信息还包括UUV实时状态信息，所述UUV实时状态信息包括指令收发状态信息、UUV工作状态信息和航行深度信息。
7.一种水下航行器的定位校准装置，其特征在于，应用于船载甲板单元，所述船载甲板单元包括：第一接收机、第一发射机和第一数字信号处理DSP单元；所述第一接收机和所述第一发射机分别与所述第一DSP单元相连接；
所述第一接收机，用于接收船载全球定位系统GPS接收基站发送的GPS信息，以及接收声学定位段系统发送的声信息和N个周期的定位发射信号，所述声信息包括第一惯导位置信息；
所述第一DSP单元，用于将所述N个周期的定位发射信号、所述第一惯导位置信息和所述GPS信息通过长基线迭代算法，得到惯导漂移误差值；根据所述惯导漂移误差值，得到惯导漂移修正值；
所述第一发射机，用于将所述惯导漂移修正值发送给所述声学定位段系统，以使所述声学定位段系统将所述惯导漂移修正值发送给惯性导航设备，由所述惯性导航系统根据所述惯导漂移修正值对所述第一惯导位置信息进行校准。
8.一种水下航行器的定位校准装置，其特征在于，应用于声学定位段系统，所述声学定位段系统包括：第二发射机、第二接收机、第二DSP单元和现场可编程门阵列FPGA；
所述第二接收机，用于接收UUV主控系统发送的参数信息和船载甲板单元发送的惯导漂移修正值，所述参数信息包括惯导偏差参考点，以及接收惯性导航设备发送的第一惯导位置信息；
所述第二DSP单元，用于接收所述FPGA发送的所述惯导偏差参考点和所述第一惯导位置信息，将所述惯导偏差参考点与所述第一惯导位置信息进行比较，得到偏差值；
所述第二发射机，用于在所述偏差值大于预设偏差阈值的情况下，将所述惯导漂移修正值发送给所述惯性导航设备，以使所述惯性导航系统根据所述惯导漂移修正值对所述第一惯导位置信息进行校准。
9.一种船载设备，其特征在于，包括权利要求7所述的船载甲板单元，还包括船载GPS接收基站和显控平台。
10.一种水下设备，其特征在于，包括权利要求8所述的声学定位段系统，还包括惯性导航设备。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111596333A (zh) * 2020-06-05 2020-08-28 鹏城实验室 一种水下定位导航方法及系统

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101936737A (zh) * 2009-06-30 2011-01-05 凹凸电子（武汉）有限公司 惯性导航系统以及导航方法
KR20140006347A (ko) * 2012-07-04 2014-01-16 한국생산기술연구원 이동체의 위치 검출 시스템 및 방법
CN103543459A (zh) * 2013-09-16 2014-01-29 中国船舶重工集团公司第七一〇研究所 一种实现水下拖体定位的组合导航装置及定位方法
CN104457754A (zh) * 2014-12-19 2015-03-25 东南大学 一种基于sins/lbl紧组合的auv水下导航定位方法
CN105547290A (zh) * 2015-12-29 2016-05-04 北京理工大学 一种基于超短基线定位系统的从潜器导航方法
CN108710378A (zh) * 2018-04-28 2018-10-26 长沙金信诺防务技术有限公司 一种用于水下装备无线通信的装置及其控制方法
CN109541546A (zh) * 2018-10-17 2019-03-29 天津大学 一种基于tdoa的水下长基线声学定位方法
CN109782323A (zh) * 2018-12-24 2019-05-21 中国船舶重工集团公司第七一0研究所 一种深海水下自主航行器导航定位及校准方法
CN109799480A (zh) * 2019-01-23 2019-05-24 中国科学院声学研究所 一种水下通信节点基于多途信道约束的长基线定位方法
CN110006433A (zh) * 2019-04-22 2019-07-12 哈尔滨工程大学 海底油气管检测机器人的组合导航定位系统及方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101936737A (zh) * 2009-06-30 2011-01-05 凹凸电子（武汉）有限公司 惯性导航系统以及导航方法
KR20140006347A (ko) * 2012-07-04 2014-01-16 한국생산기술연구원 이동체의 위치 검출 시스템 및 방법
CN103543459A (zh) * 2013-09-16 2014-01-29 中国船舶重工集团公司第七一〇研究所 一种实现水下拖体定位的组合导航装置及定位方法
CN104457754A (zh) * 2014-12-19 2015-03-25 东南大学 一种基于sins/lbl紧组合的auv水下导航定位方法
CN105547290A (zh) * 2015-12-29 2016-05-04 北京理工大学 一种基于超短基线定位系统的从潜器导航方法
CN108710378A (zh) * 2018-04-28 2018-10-26 长沙金信诺防务技术有限公司 一种用于水下装备无线通信的装置及其控制方法
CN109541546A (zh) * 2018-10-17 2019-03-29 天津大学 一种基于tdoa的水下长基线声学定位方法
CN109782323A (zh) * 2018-12-24 2019-05-21 中国船舶重工集团公司第七一0研究所 一种深海水下自主航行器导航定位及校准方法
CN109799480A (zh) * 2019-01-23 2019-05-24 中国科学院声学研究所 一种水下通信节点基于多途信道约束的长基线定位方法
CN110006433A (zh) * 2019-04-22 2019-07-12 哈尔滨工程大学 海底油气管检测机器人的组合导航定位系统及方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘孟庵: "《水声工程》", 31 October 2002 *
张光明: "《现代导航技术与方法》", 30 September 2017, 西南交通大学出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111596333A (zh) * 2020-06-05 2020-08-28 鹏城实验室 一种水下定位导航方法及系统

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