CN115390012B - 用于hov精准定位的多应答器坐标测量方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法、装置及系统，属于水下导航技术领域。所述方法包括：获取水下布放的至少三个水下应答器中每个水下应答器的初始坐标值；分别在每个坐底点计算每个坐底点的坐标值，以及接收每个水下应答器发送的至少一次应答信号；基于每个水下应答器发送的至少一次应答信号，确定每个水下应答器与每个坐底点的距离；根据每个水下应答器的初始坐标值、每个水下应答器与每个坐底点的距离以及每个坐底点的坐标值，计算得到每个水下应答器的精准坐标值；利用每个水下应答器的精准坐标值对载人潜水器进行定位。本发明能够提高载人潜水器的定位精度和定位效率，可用于载人潜水器的定位。

Description

用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及水下导航技术领域，特别涉及一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法、装置及系统。
背景技术
载人潜水器（Human Occupied Vehicle，HOV）在水下执行预定目标快速搜索、地形地貌探测以及定点精细观测、取样、定点布放和回收海底设备等任务时，需要高精度导航定位的支持。高精度导航定位能够使得载人潜水器在水下复杂环境中获取有效信息，以及提高载人潜水器执行任务的安全性和效率，对于水下例如海洋的资源探索和科学考察具有重要意义。
目前载人潜水器水下定位系统通常采用的是航位推测法（Dead reckoning，DR）/超短基线（Ultra Short Base Line，USBL）、DR/长基线（Long Base Line，LBL）、捷联惯性导航系统（Strap-down Inertial Navigation System，SINS）/ USBL/多普勒测速系统（Doppler velocity log，DVL）等组合定位方式。
但是SINS和DR等定位方式的定位误差会随着使用时间的增加而累积，因此无法长时间保证定位的精度。USBL定位方式误差有界，能够抑制SINS和DR的误差累积，进而保证定位的精度。载人潜水器的水面支持母船上安装有复杂的声学设备（例如声呐），当两个声学设备距离比较近或工作频带接近时干扰会比较严重，甚至造成被干扰的声学设备无法正常工作，因此采用各个声学设备分时工作或同步工作的方法来解决声学设备之间的频率干扰问题。但是分时工作或同步工作的方法延长了载人潜水器的定位周期，水声通信机每64秒（s）或100s才可以向载人潜水器发送定位信息。并且USBL定位方式会受到海洋噪声干扰、海洋环境动态变化与水声测量误差、船速、船舶姿态、水深等因素的干扰和影响，因此定位时间延迟较大并且定位数据质量和稳定性较差。
为了增加载人潜水器的定位信息的冗余度以及减小定位时间延迟，以进一步提高定位的精度和稳定性，可以在水下布设水下应答器以对载人潜水器进行定位。该过程中，需要先确定水下应答器的坐标值，之后基于水下应答器的坐标值对载人潜水器进行定位。
目前通常通过圆走航的方式确定水下应答器的坐标值，但是该确定水下应答器的坐标值过程效率较低且成本较高。并且该方式容易受到声速在时间和空间上的复杂变化的影响，导致确定的水下应答器的坐标值精确度较低，从而影响载人潜水器的定位效率和精确度。
发明内容
本发明实施例提供了一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法、装置及系统，解决了确定水下应答器的坐标值过程效率和精确度均较低的问题，能够提高载人潜水器的定位精度和定位效率。所述技术方案如下：
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法，应用于所述载人潜水器，所述方法包括：获取水下布放的至少三个水下应答器中每个水下应答器的初始坐标值；分别在每个坐底点计算所述每个坐底点的坐标值，以及接收所述每个水下应答器发送的至少一次应答信号；基于所述每个水下应答器发送的至少一次应答信号，确定所述每个水下应答器与所述每个坐底点的距离；根据所述每个水下应答器的初始坐标值、所述每个水下应答器与所述每个坐底点的距离以及所述每个坐底点的坐标值，计算得到所述每个水下应答器的精准坐标值；利用所述每个水下应答器的精准坐标值对所述载人潜水器进行定位。
可选地，所述基于所述每个水下应答器发送的至少一次应答信号，确定所述每个水下应答器与所述每个坐底点的距离，包括：基于所述水下应答器发送的至少一次应答信号，测量得到所述至少一次应答信号对应的至少一个时延数据；获取所述坐底点的声速；利用所述声速和所述至少一个时延数据，计算得到所述水下应答器与所述坐底点的距离。
可选地，所述水下应答器发送的应答信号为多次，多次应答信号一一对应多个时延数据，所述利用所述声速和所述至少一个时延数据，计算得到所述水下应答器与所述坐底点的距离，包括：利用所述声速和所述多个时延数据，计算得到所述多个时延数据一一对应的多个初始距离；利用k均值聚类算法对所述多个初始距离进行处理，得到所述水下应答器与所述坐底点的距离。
根据本发明实施例的第二方面，提供了一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法，应用于水面支持母船，所述方法包括：根据接收到的至少三个水下应答器中每个水下应答器发送的至少一次第一应答信号中分别携带的第一深度值，计算得到所述每个水下应答器的参考深度值；根据接收到的所述每个水下应答器发送的至少一次第二应答信号，以及所述每个水下应答器的参考深度值，计算得到所述每个水下应答器的初始坐标值；向所述载人潜水器发送所述每个水下应答器的初始坐标值，所述水下应答器的初始坐标值用于计算所述水下应答器的精准坐标值，所述精准坐标值用于对所述载人潜水器进行定位。
可选地，所述水下应答器发送的第二应答信号为多次，所述根据接收到的所述每个水下应答器发送的至少一次第二应答信号，以及所述每个水下应答器的参考深度值，计算得到所述每个水下应答器的初始坐标值，包括：基于多次第二应答信号，计算得到所述多次第二应答信号一一对应的多个坐标值；从所述多个坐标值中保留至少一个坐标值，保留的所述坐标值中的深度值与所述参考深度值的差值的绝对值处于阈值范围；基于所述至少一个坐标值确定所述水下应答器的初始坐标值。
可选地，所述方法还包括：确定所述每个水下应答器是否触底；所述根据接收到的至少三个水下应答器中每个水下应答器发送的至少一次第一应答信号中分别携带的第一深度值，计算得到所述每个水下应答器的参考深度值，包括：当确定所述每个水下应答器触底时，根据接收到的所述每个水下应答器发送的至少一次第一应答信号中分别携带的第一深度值，计算得到所述每个水下应答器的参考深度值。
可选地，所述确定所述每个水下应答器是否触底，包括：接收所述每个水下应答器发送的多次第三应答信号，所述水下应答器发送的第三应答信号中携带有所述水下应答器的第二深度值；当连续接收到的多次所述第三应答信号所携带的第二深度值之间的差值处于差值范围时，确定所述水下应答器触底；当连续接收到的多次所述第三应答信号所携带的第二深度值之间的差值未处于所述差值范围时，确定所述水下应答器未触底。
根据本发明实施例的第三方面，提供了一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量装置，应用于所述载人潜水器，所述装置包括：获取模块，用于获取水下布放的至少三个水下应答器中每个水下应答器的初始坐标值；计算与接收模块，用于分别在每个坐底点计算所述每个坐底点的坐标值，以及接收所述每个水下应答器发送的至少一次应答信号；确定模块，用于基于所述每个水下应答器发送的至少一次应答信号，确定所述每个水下应答器与所述每个坐底点的距离；计算模块，用于根据所述每个水下应答器的初始坐标值、所述每个水下应答器与所述每个坐底点的距离以及所述每个坐底点的坐标值，计算得到所述每个水下应答器的精准坐标值；定位模块，用于利用所述每个水下应答器的精准坐标值对所述载人潜水器进行定位。
可选地，所述确定模块，具体用于：基于所述水下应答器发送的至少一次应答信号，测量得到所述至少一次应答信号对应的至少一个时延数据；获取所述坐底点的声速；利用所述声速和所述至少一个时延数据，计算得到所述水下应答器与所述坐底点的距离。
可选地，所述水下应答器发送的应答信号为多次，多次应答信号一一对应多个时延数据，所述计算与接收模块，具体用于：利用所述声速和所述多个时延数据，计算得到所述多个时延数据一一对应的多个初始距离；利用k均值聚类算法对所述多个初始距离进行处理，得到所述水下应答器与所述坐底点的距离。
根据本发明实施例的第四方面，提供了一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量装置，应用于水面支持母船，所述装置包括：第一计算模块，用于根据接收到的至少三个水下应答器中每个水下应答器发送的至少一次第一应答信号中分别携带的第一深度值，计算得到所述每个水下应答器的参考深度值；第二计算模块，用于根据接收到的所述每个水下应答器发送的至少一次第二应答信号，以及所述每个水下应答器的参考深度值，计算得到所述每个水下应答器的初始坐标值；发送模块，用于向所述载人潜水器发送所述每个水下应答器的初始坐标值，所述水下应答器的初始坐标值用于计算所述水下应答器的精准坐标值，所述精准坐标值用于对所述载人潜水器进行定位。
可选地，所述水下应答器发送的第二应答信号为多次，所述第二计算模块，具体用于：基于多次第二应答信号，计算得到所述多次第二应答信号一一对应的多个坐标值；从所述多个坐标值中保留至少一个坐标值，保留的所述坐标值中的深度值与所述参考深度值的差值的绝对值处于阈值范围；基于所述至少一个坐标值确定所述水下应答器的初始坐标值。
可选地，所述装置还包括：确定模块，用于确定所述每个水下应答器是否触底；所述第一计算模块，具体用于：当确定所述每个水下应答器触底时，根据接收到的所述每个水下应答器发送的至少一次第一应答信号中分别携带的第一深度值，计算得到所述每个水下应答器的参考深度值。
可选地，所述确定模块，具体用于：接收所述每个水下应答器发送的多次第三应答信号，所述水下应答器发送的第三应答信号中携带有所述水下应答器的第二深度值；当连续接收到的多次所述第三应答信号所携带的第二深度值之间的差值处于差值范围时，确定所述水下应答器触底；当连续接收到的多次所述第三应答信号所携带的第二深度值之间的差值未处于所述差值范围时，确定所述水下应答器未触底。
根据本发明实施例的第五方面，提供了一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量装置，应用于载人潜水器，所述装置包括：处理器；用于存储所述处理器的可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行所述存储器中存储的指令以实现第一方面任一项所述的方法。
根据本发明实施例的第六方面，提供了一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量装置，应用于水面支持母船，所述装置包括：处理器；用于存储所述处理器的可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行所述存储器中存储的指令以实现第二方面任一项所述的方法。
根据本发明实施例的第七方面，提供了一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有指令，当所述指令在处理组件上运行时，使得所述处理组件执行如第一方面和第二方面任一项所述的方法。
根据本发明实施例的第八方面，提供了一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量系统，所述系统包括如第三方面和第五方面任一项所述的装置，以及第四方面和第六方面任一项所述的装置。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明实施例提供的用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法，首先获取水下布放的至少三个水下应答器中每个应答器的初始坐标值，分别在每个坐底点计算每个坐底点的坐标值，以及接收每个水下应答器发送的至少一次应答信号，之后基于每个水下应答器发送的至少一次应答信号，计算每个水下应答器与每个坐底点的距离，再根据每个水下应答器的初始坐标值、每个水下应答器与每个坐底点的距离以及每个坐底点的坐标值，计算得到每个水下应答器的精准坐标值，最后利用每个水下应答器的精准坐标值对载人潜水器进行精准定位。载人潜水器下潜至近海底作业时，载人潜水器与水下应答器均处在恒温层，因此通过该定位方法，可以显著地减小声速测量误差以及其他误差对计算水下应答器的精准坐标值的影响，能够计算得到水下应答器的精准坐标值。并且该方法的整个过程中所用时间包括载人潜水器在所有坐底点坐底的时间，以及计算得到每个水下应答器的初始坐标值和精准坐标值的时间，该时间较短，在提高了水下应答器的坐标值的精确度的同时提高了坐标值的计算效率，并且成本较低，从而提高了载人潜水器的定位精度和定位效率，对提高深海探测的精度、水下作业的效率以及保障载人潜水器水下作业的安全具有重要的意义。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。
附图说明
图1为本发明实施例提供的第一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的第二种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的第三种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种确定每个水下应答器是否触底的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的一种水下应答器的布放位置示意图；
图6为本发明实施例提供的一种水下应答器与坐底点的距离示意图；
图7为本发明实施例提供的一种载人潜水器的定位示意图；
图8为本发明实施例提供的一种载人潜水器的水下作业示意图；
图9为本发明实施例提供的第一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量装置的框图；
图10为本发明实施例提供的第二种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量装置的框图；
图11为本发明实施例提供的第三种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量装置的框图；
图12为本发明实施例提供的一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法，通过对多个应答器的坐标值进行精准测量实现载人潜水器的精准定位，该方法可以应用于载人潜水器的定位系统。定位系统可以包括水面支持母船、载人潜水器以及布放在海底的至少三个水下应答器。
本发明实施例以USBL定位方式为例进行说明，载人潜水器可以包括：载人潜水器的导航计算机、USBL系统的应答器、水声通信机的换能器以及温盐深（Conductivity、Temperature、Conductivity、Depth，CTD）测量设备等。水面支持母船可以包括以下至少一种：船载多波束系统、CTD测量设备、声学多普勒流速剖面仪（Acoustic Doppler CurrentProfiler，ADCP）、船载全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）定位接收机、姿态传感器、水面主控计算机、USBL系统的水面部分以及水声通信机的水面端等。其中，USBL系统的水面部分包括信号处理单元和换能器阵等。
水下应答器具有通信功能，并且包括高精度压力传感器，其上部连接有浮球，下部连接有声学释放器和重块。可选地，该压力传感器的最大作用深度可以为6000米，精度可以为0.01%满量程（Full-scale，Fs），即万分之一Fs精度。
请参考图1，图1为本发明实施例提供的一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法的流程示意图，该方法可以应用于载人潜水器，例如前述定位系统中的载人潜水器。如图1所示，该方法包括以下流程：
101、获取水下布放的至少三个水下应答器中每个水下应答器的初始坐标值。
初始坐标值可以由水面支持母船确定并向载人潜水器发送。
102、分别在每个坐底点计算每个坐底点的坐标值，以及接收每个水下应答器发送的至少一次应答信号。
载人潜水器在规划航行路线的水面起点坐标值处无动力下潜，依次在每个坐底点坐底，并在坐底后计算坐底点的坐标值，以及开始接收每个水下应答器发送的至少一次应答信号。坐底点的数量为至少三个。
103、基于每个水下应答器发送的至少一次应答信号，确定每个水下应答器与每个坐底点的距离。
在计算得到每个水下应答器与每个坐底点的距离后，载人潜水器的导航计算机存储每个水下应答器与每个坐底点的距离。
104、根据每个水下应答器的初始坐标值、每个水下应答器与每个坐底点的距离以及每个坐底点的坐标值，计算得到每个水下应答器的精准坐标值。
105、利用每个水下应答器的精准坐标值对载人潜水器进行定位。
综上所述，本发明提供的用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法，首先获取水下布放的至少三个水下应答器中每个应答器的初始坐标值，分别在每个坐底点计算每个坐底点的坐标值，以及接收每个水下应答器发送的至少一次应答信号，之后基于每个水下应答器发送的至少一次应答信号，计算每个水下应答器与每个坐底点的距离，再根据每个水下应答器的初始坐标值、每个水下应答器与每个坐底点的距离以及每个坐底点的坐标值，计算得到每个水下应答器的精准坐标值，最后利用每个水下应答器的精准坐标值对载人潜水器进行精准定位。载人潜水器下潜至近海底作业时，载人潜水器与水下应答器均处在恒温层，因此通过该定位方法，可以显著地减小声速测量误差以及其他误差对计算水下应答器的精准坐标值的影响，能够计算得到水下应答器的精准坐标值。并且该方法的整个过程中所用时间包括载人潜水器在所有坐底点坐底的时间，以及计算得到每个水下应答器的初始坐标值和精准坐标值的时间，该时间较短，在提高了水下应答器的坐标值的精确度的同时提高了坐标值的计算效率，并且成本较低，从而提高了载人潜水器的定位精度和定位效率，对提高深海探测的精度、水下作业的效率以及保障载人潜水器水下作业的安全具有重要的意义。
请参考图2，图2为本发明实施例提供的另一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法的流程示意图，该方法可以应用于水面支持母船，例如前述定位系统中的水面支持母船。如图2所示，该方法可以包括以下流程：
201、根据接收到的至少三个水下应答器中每个水下应答器发送的至少一次第一应答信号中分别携带的深度值，计算得到每个水下应答器的参考深度值。
202、根据接收到的每个水下应答器发送的至少一次第二应答信号，以及每个水下应答器的参考深度值，计算得到每个水下应答器的初始坐标值。
203、向载人潜水器发送每个水下应答器的初始坐标值，水下应答器的初始坐标值用于计算水下应答器的精准坐标值，精准坐标值用于对载人潜水器进行定位。
综上所述，本发明提供的用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法，根据接收到的至少三个水下应答器中每个水下应答器发送的至少一次第一应答信号中分别携带的深度值，计算得到每个水下应答器的参考深度值，之后根据接收到的每个水下应答器发送的至少一次第二应答信号，以及每个水下应答器的参考深度值，计算得到每个水下应答器的初始坐标值，并向载人潜水器发送每个水下应答器的初始坐标值，水下应答器的初始坐标值用于计算水下应答器的精准坐标值，精准坐标值对载人潜水器进行精准定位，载人潜水器分别在每个坐底点计算每个坐底点的坐标值，以及接收每个水下应答器发送的至少一次应答信号，之后基于每个水下应答器发送的至少一次应答信号，计算每个水下应答器与每个坐底点的距离，再根据每个水下应答器的初始坐标值、每个水下应答器与每个坐底点的距离以及每个坐底点的坐标值，计算得到每个水下应答器的精准坐标值，最后利用每个水下应答器的精准坐标值对载人潜水器进行精准定位。载人潜水器下潜至近海底作业时，载人潜水器与水下应答器均处在恒温层，因此通过该定位方法，可以显著地减小声速测量误差以及其他误差对计算水下应答器的精准坐标值的影响，能够计算得到水下应答器的精准坐标值。并且该方法的整个过程中所用时间包括载人潜水器在所有坐底点坐底的时间，以及计算得到每个水下应答器的初始坐标值和精准坐标值的时间，该时间较短，在提高了水下应答器的坐标值的精确度的同时提高了确定坐标值的效率，并且成本较低，从而提高了载人潜水器的定位精度和定位效率，对提高深海探测的精度、水下作业的效率以及保障载人潜水器水下作业的安全具有重要的意义。
请参考图3，图3为本发明实施例提供的再一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法的流程示意图，该方法可以应用于定位系统，例如前述定位系统，如图3所示，该方法可以包括以下流程：
301、水面支持母船确定至少三个水下应答器中的每个水下应答器是否触底。
每个水下应答器入水之后可以向USBL系统的换能器阵发送多次第一应答信号，水下应答器发送的第一应答信号中携带有水下应答器的第一深度值。水面主控计算机基于水下应答器发送的多次第一应答信号确定水下应答器是否触底。
示例地，请参考图4，图4为本发明实施例提供的一种确定每个水下应答器是否触底的流程示意图，该流程可以包括以下步骤：
3011、水面支持母船接收每个水下应答器发送的多次第一应答信号，水下应答器发送的第一应答信号中携带有水下应答器的第一深度值。
第一应答信号可以是水下应答器基于换能器阵发送的水声通讯指令响应的，水声通讯指令用于指示水下应答器发送其第一深度值。
可选地，每个水下应答器中安装有高精度同步原子钟，当高精度同步原子钟触发同步脉冲后水下应答器发送应答信号。示例地，高精度同步原子钟触发可以每8s触发一次同步脉冲。每个水下应答器入水后，水面支持母船航行至规划航行路线的起点坐标值处，换能器阵向每个水下应答器发送至少一次水声通讯指令。每个水下应答器在每次接收到水声通讯指令时，在下一次同步脉冲触发时向换能器阵发送第一应答信号，第一应答信号中携带的第一深度值是发送第一应答信号的时刻水下应答器的高精度压力传感器测量得到的。
在水下应答器入水之前需要先确定水下应答器的布放位置。水面支持母船的船载多波束系统可以在载人潜水器的下潜水域提前对调查区进行地形地貌调查。之后根据调查区的地形地貌与规划航行路线确定航行路线两侧与作业水深在±100米范围之内的区域，并在该区域中选择水下应答器的布放位置。示例地，船载多波束系统可以通过深水多波束进行地形地貌调查，深水多波束例如可以为EM122深水多波束。
请参考图5，图5为本发明实施例提供的一种水下应答器的布放位置示意图，图5以三个水下应答器：水下应答器R、水下应答器Q以及水下应答器P为例进行说明。图5示出了载人潜水器的规划航行路线以及三个水下应答器的布放位置，相邻水下应答器之间的距离应控制在2-3.5km，所有水下应答器之间应构成规则的几何形状，例如三角形或矩形。如图5所示，水下应答器R位于布放位置M，水下应答器Q位于布放位置N，水下应答器P位于布放位置O。从图5可以看出，三个水下应答器布放于规划航行路线两侧的位置且构成三角形。
为了使每个水下应答器入水后能够到达预先规划的位置，需要确定载人潜水器的下潜水域的流速和流向，之后根据流速和流向布放水下应答器。确定下潜水域的流速和流向可以由水面支持母船的ADCP执行。参考前述描述，水下应答器下端连接有重块，水下应答器会在重块重力的作用下沉至水底。
3012、当连续接收到的多次第一应答信号所携带的第一深度值之间的差值处于差值范围时，水面支持母船确定水下应答器触底。
示例地，差值范围可以为[-1.2，1.2]。
3013、当连续接收到的多次第一应答信号所携带的第一深度值之间的差值未处于差值范围时，水面支持母船确定水下应答器未触底。
需要说明的是，水下应答器的数量为至少三个，水面主控计算机需要确定至少三个水下应答器是否均触底。每个水下应答器是否触底的确定方式可以参考前述过程，本发明实施例在此不做赘述。此外，至少三个水下应答器发送的第一应答信号的频率不同。
302、当确定每个水下应答器触底时，水面支持母船根据接收到的每个水下应答器发送的至少一次第二应答信号中分别携带的第二深度值，计算得到每个水下应答器的参考深度值。
在确定每个水下应答器触底时，换能器阵接收每个水下应答器发送的至少一次第二应答信号。第二应答信号的发送可以参考前述第一应答信号的发送，第二应答信号也是水下应答器基于换能器阵发送的水声通讯指令响应的。换能器阵向每个水下应答器发送至少一次水声通讯指令，水下应答器在每次接收到水声通讯指令时，在下一次同步脉冲触发时向换能器阵发送第二应答信号，第二应答信号中携带的第二深度值是发送第二应答信号的时刻水下应答器的高精度压力传感器测量得到的。
当第二应答信号的发送次数为一次时，即换能器阵向每个水下应答器发送了一次水声通讯指令，水面主控计算机直接将水声应答器发送的一次第二应答信号所携带的第二深度值作为水下应答器的参考深度值。
当第二应答信号的发送次数为多次时，即换能器阵向每个水下应答器发送了多次水声通讯指令，水面主控计算机可以将水下应答器发送的多次第二应答信号携带的第二深度值取平均，得到水下应答器的参考深度值。
以下以三个水下应答器：水下应答器R、水下应答器Q和水下应答器P为例对计算得到每个水下应答器的参考深度值的过程进行说明，并且假设换能器阵向三个水下应答器均发送了N（N≥20）次水声通讯指令，即每个水下应答器向换能器阵发送了N次第二应答信号。水面主控计算机将每个水下应答器发送的N次第二应答信号携带的N个第二深度值取平均，得到每个水下应答器的参考深度值，水下应答器R、水下应答器Q和水下应答器P的参考深度值分别表示为：HR、HQ和HP。
303、水面支持母船根据接收到的每个水下应答器发送的至少一次第三应答信号，以及每个水下应答器的参考深度值，计算得到每个水下应答器的初始坐标值。
水面支持母船通过动力系统维持船体的稳定状态，之后换能器阵接收水下应答器发送的至少一次第三应答信号。第三应答信号的发送可以参考前述第一应答信号的发送，第三应答信号是水下应答器在每次同步脉冲触发时主动发送的。
当第三应答信号的发送次数为一次时，水面主控计算机基于水下应答器发送的一次第三应答信号计算得到第三应答信号对应的坐标值，并将该坐标值直接确定为初始坐标值（包括经度值、纬度值以及深度值）。
当第三应答信号的发送次数为多次时，水面主控计算机可以基于水下应答器发送的多次第三应答信号，计算得到多次第三应答信号一一对应的多个坐标值。之后利用第三应答信号对应的坐标值中的深度值和参考深度值进行作差的方法确定水下应答器的初始坐标值。
示例地，对于任一水下应答器，水面主控计算机可以从其对应的多个坐标值中根据阈值范围剔除粗值，保留至少一个坐标值。保留的坐标值中的深度值与参考深度值的差值的绝对值处于阈值范围。之后基于前述保留的坐标值确定该水下应答器的初始坐标值。可选地，水面主控计算机可以将保留的所有坐标值取平均得到初始坐标值。
对于任一水下应答器发送的第三应答信号，在基于第三应答信号计算得到第三应答信号对应的坐标值时，信号处理单元通过计算换能器阵接收到的第三应答信号的相位差，得到换能器阵到该水下应答器的方位角（包括垂直和水平角度）。同时信号处理单元测量该第三应答信号的时延，再通过测量的时延和当前水域的声速剖面计算得到水下应答器相对水面支持母船的距离和方位。水面主控计算机结合船载GNSS定位接收机与姿态传感器，对该相对距离、相对方位、水面支持母船的位置和方向进行计算得到水下应答器对应的坐标值（包括经度值、纬度值以及深度值）。
对于第三应答信号的时延，载人潜水器以及支持母船上安装有高精度同步原子钟，各个高精度同步原子钟按照相同的时间间隔同时触发同步脉冲。当同步脉冲触发后水下应答器发送第三应答信号，信号处理单元记录同步脉冲的起始时刻，当第三应答信号到达换能器阵时，信号处理单元测量第三应答信号的时延。
对于当前水域的声速剖面，示例地，CTD测量设备可以先检测得到载人潜水器的下潜水域的物理性质，之后CTD处理软件根据海水物理性质计算得到下潜水域的声速剖面。物理性质可以包括以下至少一种：温度、盐度、密度、压力、电导率。
依旧参考前述过程302的例子，以三个水下应答器：水下应答器R、水下应答器Q和水下应答器P为例对计算得到水下应答器的初始坐标值的过程进行说明，并且假设每个水下应答器向换能器阵发送了50次第三应答信号。
假设阈值范围为[0,30]，水面主控计算机基于每个水下应答器发送的50次第三应答信号计算得到每个水下应答器的50个坐标值。水下应答器R、水下应答器Q和水下应答器P的50个坐标值分别表示为：(XRi,YRi,HRi)、(XQi,YQi,HQi)和(XPi,YPi,HPi)，坐标值中的深度值分别表示为：HRi、HQi和HPi，(i=1,2,3∙∙∙∙∙∙50)。当|HRi-HR|≤30m时将(XRi,YRi,HRi)保留，否则将(XRi,YRi,HRi)剔除；当|HQi-HQ|≤30m时将(XQi,YQi,HQi)保留，否则将(XQi,YQi,HQi)剔除；当|HPi-HP|≤30m时将(XPi,YPi,HPi)保留，否则将(XPi,YPi,HPi)剔除。之后将保留的所有坐标值取平均得到三个水下应答器的初始坐标值，水下应答器R、水下应答器Q和水下应答器P的初始坐标值分别表示为：（XR´,YR´,HR´）、（XQ´,YQ´,HQ´)和（XP´,YP´,HP´)。
304、水面支持母船向载人潜水器发送每个水下应答器的初始坐标值。
在载人潜水器的下潜过程中，水面支持母船中水声通信机的水面端向载人潜水器中水声通信机的换能器发送每个水下应答器的初始坐标值。
305、载人潜水器分别在每个坐底点计算每个坐底点的坐标值，以及接收每个水下应答器发送的至少一次第四应答信号。
坐底点的数量为至少三个，以三个坐底点：A1、A2和A3为例，载人潜水器无动力下潜后坐底，该坐底点表示为A1，坐底时间为T1。在A1坐底时每个水下应答器在同步脉冲触发时发送第四应答信号，USBL系统的应答器在A1点接收第四应答信号。多个水下应答器在同步脉冲触发时发送不同频率的第四应答信号。
在坐底时间达到T1后，载人潜水器向航行路线的起点方向航行一段距离（大约200米）后坐底，该坐底点表示为A2，坐底时间为T2。在A2坐底时每个水下应答器在同步脉冲触发时发送第四应答信号，USBL系统的应答器在A2点接收第四应答信号。
在坐底时间达到T2后，载人潜水器继续向航行路线的起点方向航行一段距离（大约200米）后坐底，该坐底点表示为A3，坐底时间为T3。在A3坐底时每个水下应答器在同步脉冲触发时发送第四应答信号，USBL系统的应答器在A3点接收第四应答信号。
载人潜水器的导航计算机可以根据SINS/USBL组合导航方式确定每个坐底点的坐标值。依旧以前述三个坐底点A1、A2和A3为例，导航计算机在载人潜水器的下潜过程中根据SINS/USBL组合导航方式确定坐底点A1的坐标值(XA1,YA1,HA1)。其中，SINS系统用于提供加速度和角速度信息，USBL系统用于提供位置信息，载人潜水器的深度计用于提供深度信息，导航计算机通过无色自适应卡尔曼滤波算法对前述信息进行计算得到A1的坐标值(XA1,YA1,HA1)。
之后导航计算机在A2处确定坐底点A2的坐标值(XA2,YA2,HA2)，在A3处确定坐底点A3的坐标值(XA3,YA3,HA3)。坐底点A2和A3的坐标值计算方式可以参考A1的计算方式，本发明实施例在此不做赘述。
306、载人潜水器基于每个水下应答器发送的至少一次第四应答信号，确定每个水下应答器与每个坐底点的距离。
对于任一水下应答器与任一坐底点的距离，USBL系统的应答器可以基于该任一水下应答器发送的至少一次第四应答信号，测量得到至少一次第四应答信号对应的至少一个时延数据并发送给导航计算机。同时导航计算机获取该任一坐底点的声速，并利用USBL系统的应答器发送的至少一个时延数据和获取的声速计算得到该水下应答器与该坐底点的距离。示例地，CTD测量设备可以先检测得到坐底点处水域的物理性质，之后CTD处理软件根据物理性质计算得到坐底点的声速，并向导航计算机发送坐底点的声速。物理性质可以包括以下至少一种：温度、盐度、密度、压力、电导率。
当第四应答信号的发送次数为一次时，时延数据个数为一个，导航计算机根据一个时延数据和坐底点的声速，计算得到水下应答器与坐底点的距离。例如，导航计算机可以将该一个时延数据与坐底点处的声速相乘，得到水下应答器与坐底点的距离。
当第四应答信号的发送次数为多次时，多次第四应答信号一一对应多个时延数据。导航计算机利用声速和多个时延数据，计算得到多个时延数据一一对应的多个初始距离。之后利用k均值聚类算法（k-means clustering algorithm，K-means）对多个初始距离进行处理，得到水下应答器与坐底点的距离。例如，导航计算机可以将多个时延数据分别和声速相乘，得到多个初始距离。
多个初始距离中可能存在粗值，基于K-means可以剔除粗值。示例地，导航计算机可以将多个初始距离按照从小到大的顺序排序。选取最小值、中值和最大值作为三个分类中心，执行K-means，直至三个类别中包含的初始距离不再变化时停止执行K-means。之后将初始距离数最多的类别包括的初始距离取平均得到水下应答器与坐底点的距离。
请参考图6，图6为本发明实施例提供的一种水下应答器与坐底点的距离示意图，图6以三个水下应答器：水下应答器R、水下应答器Q和水下应答器P以及三个坐底点A1、A2和A3为例进行说明。
三个水下应答器与坐底点A1的距离计算过程如下：USBL系统的应答器在A1点接收三个水下应答器分别发送的M次第四应答信号。对于水下应答器R，USBL系统的应答器测量应答器R发送的M次第四应答信号对应的M个时延数据并发送给导航计算机。导航计算机计算A1点的声速C1，将C1与M个时延数据分别相乘得到M个初始距离。之后利用K-means对M个初始距离进行处理，得到水下应答器R与坐底点A1的距离d1。导航计算机按照前述过程得到水下应答器Q与坐底点A1的距离d4以及水下应答器P与坐底点A1的距离d7。
三个水下应答器与坐底点A2和A3的距离计算过程可以参考前述描述，本发明实施例在此不做赘述。如图6所示，导航计算机计算得到水下应答器R、水下应答器Q和水下应答器P分别与坐底点A2的距离为d2、d5、d8，水下应答器R、水下应答器Q和水下应答器P分别与坐底点A3的距离为d3、d6、d9。
307、载人潜水器根据每个水下应答器的初始坐标值、每个水下应答器与每个坐底点的距离以及每个坐底点的坐标值，计算得到每个水下应答器的精准坐标值。
以下以水下应答器R的精准坐标值的计算过程为例进行说明，坐底点与水下应答器之间的几何距离如下述公式(1)所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中，fi表示坐底点Ai与水下应答器R的几何距离，（XR´,YR´,HR´）表示水下应答器R的初始坐标值，（XAi,YAi,HAi）表示坐底点Ai的坐标值。
应答器R的观测方程为：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
di表示坐底点Ai与水下应答器R的距离（过程306计算得到），Vi表示声速误差，例如声传播的多路径效应、随机误差以及噪声等引起的误差。
对公式(1)进行泰勒展开并保留到一阶，得到下述公式(3)所示的误差方程：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
Figure DEST_PATH_IMAGE008
其中，(x,y)表示水下应答器R的真实坐标值。
误差方程的矩阵形式如下述公式(5)所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE010
其中，V表示坐底点与水下应答器R的距离的改正数向量，A表示系数矩阵，l表示坐底点与水下应答器R的距离与几何距离之间的差值。
根据最小二乘原理可以得到下述公式(6)和(7)：
Figure DEST_PATH_IMAGE012
其中，Q表示水下应答器R的待计算的精准坐标值的协因数阵，P表示坐底点与水下应答器R的距离权阵。
δ、A、l和V如下所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE014
将计算出的δx和δy代入下述公式(8)和(9)，得到新的水下应答器R的精准坐标值（XR´，YR´）：
Figure DEST_PATH_IMAGE016
将新的（XR´，YR´）重复公式(1)至公式(9)，执行迭代计算，当δx<0.01m并且δy<0.01m时，停止迭代，此时的（XR´，YR´）即为水下应答器R最终确定的精准坐标值，记为（XR，YR），HR由水下应答器R包括的高精度压力传感器测得的值计算得到，HR的计算过程可以参考前述过程302。
水下应答器Q和水下应答器P的精准坐标值的确定方式可以参考水下应答器R的精准坐标值的确定过程，本发明实施例在此不做赘述。
308、载人潜水器利用每个水下应答器的精准坐标值对载人潜水器进行定位。
以LBL定位方式为例对该过程308进行说明。载人潜水器从规划航行路线的起点开始按照规划航行路线航行以进行作业。在作业过程中，水下应答器发送第五应答信号，USBL系统的应答器接收水下应答器发送的第五应答信号并根据该第五应答信号计算得到时延数据。之后导航计算机根据时延数据计算得到每个水下应答器与载人潜水器的距离，根据每个水下应答器与载人潜水器的距离与每个水下应答器的精准坐标值计算得到载人潜水器的坐标值，以实现载人潜水器的定位。载人潜水器将计算出的精准坐标值通过水声通信机的换能器发送给水面端。其中，第五应答信号的发送过程可以参考前述其他应答信号，时延数据的计算过程也可以参考前述时延数据的计算过程，本发明实施例在此不做赘述。
请参考图7，图7为本发明实施例提供的一种载人潜水器的定位示意图，图7示出了利用水下应答器R、水下应答器Q和水下应答器P对载人潜水器进行定位的过程。
以下对载人潜水器在水下的作业过程进行说明，请参考图8，图8为本发明实施例提供的一种载人潜水器的水下作业示意图，载人潜水器的水下作业可以划分为5个阶段，阶段1为水面准备阶段，前述过程301至303对应阶段1。阶段2为载人潜水器的下潜阶段，载人潜水器下潜后进入阶段3近水底作业阶段。作业结束后载人潜水器进入阶段4上浮阶段，载人潜水器上浮到水面后进入阶段5水面回收阶段，水面支持母船对载人潜水器进行回收。在阶段4，换能器阵还可以向水下应答器发送水声通讯指令，以指示水下应答器上浮到水面，水面支持母船将水下应答器进行回收。
参考前述描述，水下应答器上部连接有浮球，下端连接有声学释放器和重块，换能器阵可以向声学释放器发送水声通讯指令，声学释放器基于水声通讯指令释放重块，使得水下应答器在浮球浮力的作用下上浮到水面。
需要说明的是，载人潜水器的作业过程中，水面支持母船需要获取到载人潜水器的坐标值，以跟随在载人潜水器的上方。
综上所述，本发明实施例提供的用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法，水面支持母船首先确定至少三个水下应答器中的每个水下应答器是否触底，在确定每个水下应答器触底时，水面支持母船根据接收到的每个水下应答器发送的至少一次第二应答信号中携带的第二深度值，计算得到每个水下应答器的参考深度值，水面支持母船根据接收到的每个水下应答器发送的至少一次第三应答信号，以及每个水下应答器的参考深度值，计算得到每个水下应答器的初始坐标值，并向载人潜水器发送每个水下应答器的初始坐标值，载人潜水器分别在每个坐底点计算每个坐底点的坐标值，以及接收每个水下应答器发送的至少一次第四应答信号，基于每个水下应答器发送的至少一次第四应答信号，确定每个水下应答器与每个坐底点的距离，之后根据每个水下应答器的初始坐标值、每个水下应答器与每个坐底点的距离以及每个坐底点的坐标值，计算得到每个水下应答器的精准坐标值，并利用每个水下应答器的精准坐标值对载人潜水器进行定位。载人潜水器下潜至近海底作业时，载人潜水器与水下应答器均处在恒温层，因此通过该定位方法，可以显著地减小声速测量误差以及其他误差对计算水下应答器的精准坐标值的影响，能够计算得到水下应答器的精准坐标值。并且该方法的整个过程中所用时间包括载人潜水器在所有坐底点坐底的时间，以及计算得到每个水下应答器的初始坐标值和精准坐标值的时间，该时间较短，在提高了水下应答器的坐标值的精确度的同时提高了坐标值的计算效率，并且成本较低，从而提高了载人潜水器的定位精度和定位效率，对提高深海探测的精度、水下作业的效率以及保障载人潜水器水下作业的安全具有重要的意义。
需要说明的是，本发明实施例提供的用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法步骤的先后顺序可以进行适当调整，步骤也可以根据情况进行相应增减，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，可轻易想到变化的方法，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此不再赘述。
可选地，上述实施例中是用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法为例进行说明的。在一种示例中，该用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法中的不同步骤可以由不同的模块来执行。该不同的模块可以位于一个装置中，也可以位于不同的装置中。本发明实施例对执行用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法的装置不做限定。
上文中结合图1至图8详细描述了本发明实施例所提供的用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法，下面将结合图9和图12描述本发明实施例所提供的用于HOV精准定位的多应答器坐标测量装置。
请参考图9，图9为本发明实施例提供的一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量装置的框图，该装置应用于载人潜水器，该装置40包括：
获取模块401，用于获取水下布放的至少三个水下应答器中每个水下应答器的初始坐标值；该获取模块401的功能可以由水声通信机的换能器实现。
计算与接收模块402，用于分别在每个坐底点计算所述每个坐底点的坐标值，以及接收所述每个水下应答器发送的至少一次应答信号；计算与接收模块402的功能可以由每个水下应答器、USBL系统的应答器和导航计算机共同实现。
确定模块403，用于基于所述每个水下应答器发送的至少一次应答信号，确定所述每个水下应答器与所述每个坐底点的距离；确定模块403的功能可以由每个水下应答器、USBL系统的应答器、导航计算机和CTD测量设备共同实现。
计算模块404，用于根据所述每个水下应答器的初始坐标值、所述每个水下应答器与所述每个坐底点的距离以及所述每个坐底点的坐标值，计算得到所述每个水下应答器的精准坐标值；计算模块404的功能可以由导航计算机实现。
定位模块405，用于利用所述每个水下应答器的精准坐标值对所述载人潜水器进行定位。定位模块405的功能可以由每个水下应答器、USBL系统的应答器和导航计算机共同实现。
可选地，所述确定模块403，具体用于：基于所述水下应答器发送的至少一次应答信号，测量得到所述至少一次应答信号对应的至少一个时延数据；获取所述坐底点的声速；利用所述声速和所述至少一个时延数据，计算得到所述水下应答器与所述坐底点的距离。
可选地，所述水下应答器发送的应答信号为多次，多次应答信号一一对应多个时延数据，所述计算与接收模块402，具体用于：利用所述声速和所述多个时延数据，计算得到所述多个时延数据一一对应的多个初始距离；利用k均值聚类算法对所述多个初始距离进行处理，得到所述水下应答器与所述坐底点的距离。
请参考图10，图10为本发明实施例提供的另一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量装置的框图，该装置应用于水面支持母船，该装置50包括：
第一计算模块501，用于根据接收到的至少三个水下应答器中每个水下应答器发送的至少一次第一应答信号中分别携带的第一深度值，计算得到所述每个水下应答器的参考深度值；第一计算模块501的功能可以由每个水下应答器、换能器阵、信号处理单元和水面主控计算机共同实现。
第二计算模块502，用于根据接收到的所述每个水下应答器发送的至少一次第二应答信号，以及所述每个水下应答器的参考深度值，计算得到所述每个水下应答器的初始坐标值；第二计算模块502的功能可以由每个水下应答器、换能器阵、水面主控计算机、信号处理单元、船载GNSS定位接收机、姿态传感器以及CTD测量设备共同实现。
发送模块503，用于向所述载人潜水器发送所述每个水下应答器的初始坐标值，所述水下应答器的初始坐标值用于计算所述水下应答器的精准坐标值，所述精准坐标值用于对所述载人潜水器进行定位。发送模块503的功能可以由水声通信机的水面端实现。
可选地，所述水下应答器发送的第二应答信号为多次，所述第二计算模块502，具体用于：基于多次第二应答信号，计算得到所述多次第二应答信号一一对应的多个坐标值；从所述多个坐标值中保留至少一个坐标值，保留的所述坐标值中的深度值与所述参考深度值的差值的绝对值处于阈值范围；基于所述至少一个坐标值确定所述水下应答器的初始坐标值。
可选地，请参考图11，图11为本发明实施例提供的再一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量装置的框图，在图10的基础上，该装置50还包括：
确定模块504，用于确定所述每个水下应答器是否触底；确定模块504的功能可以由每个水下应答器、换能器阵、信号处理单元和水面主控计算机共同实现。
所述第一计算模块501，具体用于：当确定所述每个水下应答器触底时，根据接收到的所述每个水下应答器发送的至少一次第一应答信号中分别携带的第一深度值，计算得到所述每个水下应答器的参考深度值。
可选地，所述确定模块504，具体用于：接收所述每个水下应答器发送的多次第三应答信号，所述水下应答器发送的第三应答信号中携带有所述水下应答器的第二深度值；当连续接收到的多次所述第三应答信号所携带的第二深度值之间的差值处于差值范围时，确定所述水下应答器触底；当连续接收到的多次所述第三应答信号所携带的第二深度值之间的差值未处于所述差值范围时，确定所述水下应答器未触底。
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，上述描述的图像处理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，本发明实施例在此不再赘述。
本发明实施例提供了一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量装置，包括：处理器；用于存储处理器的可执行指令的存储器；其中，处理器被配置为执行存储器中存储的指令以实现本发明实施例任一所述的用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法。
示例地，请参考图12，图12为本发明实施例提供的一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量装置的结构示意图，如图12所示，该用于HOV精准定位的多应答器坐标测量装置60包括：存储器601和处理器602。其中，存储器601用于存储程序，处理器602用于执行存储器601中存储的程序，以实现本发明实施例提供任一所述的用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法。
可选地，如图12所示，该用于HOV精准定位的多应答器坐标测量装置60还可以包括至少一个通信接口603和至少一个通信总线604。存储器601、处理器602以及通信接口603通过通信总线604通信连接。
本发明实施例提供了一种计算机存储介质，该存储介质中存储有指令，当指令在处理组件上运行时，使得处理组件执行本发明实施例任一所述的用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法。

Claims (10)

1.一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法，其特征在于，应用于载人潜水器，所述方法包括：
获取水下布放的至少三个水下应答器中每个水下应答器的初始坐标值；
分别在每个坐底点计算所述每个坐底点的坐标值；
分别在所述每个坐底点接收所述每个水下应答器发送的至少一次应答信号；
基于所述每个水下应答器发送的至少一次应答信号，确定所述每个水下应答器与所述每个坐底点的距离；
根据所述每个水下应答器的初始坐标值、所述每个水下应答器与所述每个坐底点的距离以及所述每个坐底点的坐标值，计算得到所述每个水下应答器的精准坐标值；
利用所述每个水下应答器的精准坐标值对所述载人潜水器进行定位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述每个水下应答器发送的至少一次应答信号，确定所述每个水下应答器与所述每个坐底点的距离，包括：
基于所述水下应答器发送的至少一次应答信号，测量得到所述至少一次应答信号对应的至少一个时延数据；
获取所述坐底点的声速；
利用所述声速和所述至少一个时延数据，计算得到所述水下应答器与所述坐底点的距离。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述水下应答器发送的应答信号为多次，多次应答信号一一对应多个时延数据，所述利用所述声速和所述至少一个时延数据，计算得到所述水下应答器与所述坐底点的距离，包括：
利用所述声速和所述多个时延数据，计算得到所述多个时延数据一一对应的多个初始距离；
利用k均值聚类算法对所述多个初始距离进行处理，得到所述水下应答器与所述坐底点的距离。
4.一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量方法，其特征在于，应用于水面支持母船，所述方法包括：
根据接收到的至少三个水下应答器中每个水下应答器发送的至少一次第一应答信号中分别携带的第一深度值，计算得到所述每个水下应答器的参考深度值；
根据接收到的所述每个水下应答器发送的至少一次第二应答信号，以及所述每个水下应答器的参考深度值，计算得到所述每个水下应答器的初始坐标值；
向载人潜水器发送所述每个水下应答器的初始坐标值，以使所述载人潜水器根据所述每个水下应答器的初始坐标值、所述每个水下应答器与每个坐底点的距离以及所述每个坐底点的坐标值，计算得到所述每个水下应答器的精准坐标值，所述精准坐标值用于对所述载人潜水器进行定位。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述水下应答器发送的第二应答信号为多次，所述根据接收到的所述每个水下应答器发送的至少一次第二应答信号，以及所述每个水下应答器的参考深度值，计算得到所述每个水下应答器的初始坐标值，包括：
基于多次第二应答信号，计算得到所述多次第二应答信号一一对应的多个坐标值；
从所述多个坐标值中保留至少一个坐标值，保留的所述坐标值中的深度值与所述参考深度值的差值的绝对值处于阈值范围；
基于所述至少一个坐标值确定所述水下应答器的初始坐标值。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定所述每个水下应答器是否触底；
所述根据接收到的至少三个水下应答器中每个水下应答器发送的至少一次第一应答信号中分别携带的第一深度值，计算得到所述每个水下应答器的参考深度值，包括：
当确定所述每个水下应答器触底时，根据接收到的所述每个水下应答器发送的至少一次第一应答信号中分别携带的第一深度值，计算得到所述每个水下应答器的参考深度值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定所述每个水下应答器是否触底，包括：
接收所述每个水下应答器发送的多次第三应答信号，所述水下应答器发送的第三应答信号中携带有所述水下应答器的第二深度值；
当连续接收到的多次所述第三应答信号所携带的第二深度值之间的差值处于差值范围时，确定所述水下应答器触底；
当连续接收到的多次所述第三应答信号所携带的第二深度值之间的差值未处于所述差值范围时，确定所述水下应答器未触底。
8.一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量装置，其特征在于，应用于载人潜水器，所述装置包括：
获取模块，用于获取水下布放的至少三个水下应答器中每个水下应答器的初始坐标值；
计算与接收模块，用于分别在每个坐底点计算所述每个坐底点的坐标值；接收所述每个水下应答器发送的至少一次应答信号；
确定模块，用于基于所述每个水下应答器发送的至少一次应答信号，确定所述每个水下应答器与所述每个坐底点的距离；
计算模块，用于根据所述每个水下应答器的初始坐标值、所述每个水下应答器与所述每个坐底点的距离以及所述每个坐底点的坐标值，计算得到所述每个水下应答器的精准坐标值；
定位模块，用于利用所述每个水下应答器的精准坐标值对所述载人潜水器进行定位。
9.一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量装置，其特征在于，应用于水面支持母船，所述装置包括：
第一计算模块，用于根据接收到的至少三个水下应答器中每个水下应答器发送的至少一次第一应答信号中分别携带的第一深度值，计算得到所述每个水下应答器的参考深度值；
第二计算模块，用于根据接收到的所述每个水下应答器发送的至少一次第二应答信号，以及所述每个水下应答器的参考深度值，计算得到所述每个水下应答器的初始坐标值；
发送模块，用于向载人潜水器发送所述每个水下应答器的初始坐标值，以使所述载人潜水器根据所述每个水下应答器的初始坐标值、所述每个水下应答器与每个坐底点的距离以及所述每个坐底点的坐标值，计算得到所述每个水下应答器的精准坐标值，所述精准坐标值用于对所述载人潜水器进行定位。
10.一种用于HOV精准定位的多应答器坐标测量系统，其特征在于，所述系统包括权利要求8和9所述的装置。
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