CN116734863A - 用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置及定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置及定位方法，属于水下作业设备技术领域，尤其涉及水下无人航行器技术，该用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置包括磁信标、载体平台和磁信号接收处理系统，其中，磁信标包括永磁体，永磁体安装于水下无人航行器螺旋桨的旋转轴上，磁信号接收处理系统搭载于载体平台上；定位时，磁信标发射磁信号，磁信号接收处理系统接收到磁信号后，对磁信号进行预处理和提取，根据提取出的磁信号进行计算，获得水下无人航行器与载体平台的相对位置。采用该装置进行定位更加快速、精准；通过将永磁体安装在螺旋桨的旋转轴上，节省水下无人航行器的内部空间，同时节省定位过程的能耗。
Description
技术领域
本发明属于水下作业设备技术领域，尤其涉及水下无人航行器技术，具体涉及用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置及定位方法。
背景技术
水下无人航行器（UUV）定位技术和方法包括声学导航、惯性导航等传统手段。然而，声学导航受海洋环境影响大，定位精度和可靠性低；惯性导航误差累积快，定位精度随时间降低。相比于声学导航和惯性导航等传统手段，磁定位方法不受水文环境、多径效应影响，抗干扰能力强，可靠性高。
现有技术中，中国发明专利CN114234958B公开了一种基于磁场特征值的磁信标定向方法、存储介质及设备，其采用通电螺线管产生磁场构成磁信标以进行定位，但是通电螺线管磁信标产生的磁场与通电螺线管自身的功率有关，探测范围受通电螺线管功率限制较大，而提高通电螺线管的功率会带来很大的耗电成本，同时会导致磁信标体积过大，不利于水下无人航行器的总体布局，因此该方法并不适用于水下无人航行器的定位。
因此，如何提供一种能够适用于水下无人航行器的磁定位装置和方法，是当前急需解决的一项技术问题。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置及定位方法，通过安装于水下无人航行器螺旋桨的旋转轴上的永磁体和搭载磁信号接收处理系统的载体平台，解决水下无人航行器的磁定位的问题，同时节省了水下无人航行器的内部空间。
本发明提供一种用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置，包括：
磁信标，用于发射磁信号，其包括永磁体，永磁体安装于水下无人航行器的螺旋桨的旋转轴上，永磁体随旋转轴的旋转产生磁场；
载体平台，其位于永磁体产生的磁场范围内；
磁信号接收处理系统，其搭载于载体平台上，其包括磁传感器模块和数据处理模块；磁传感器模块用于接收磁信号；数据处理模块与磁传感器模块通信连接，数据处理模块用于根据磁信号计算获得载体平台与水下无人航行器的相对位置。
本技术方案通过磁定位的方式，使水下无人航行器的定位更加快速、精准，同时通过将永磁体安装在螺旋桨的旋转轴上，节省了水下无人航行器的内部空间，优化了总体布局；另外，相较于现有技术中采用通电螺线管磁信标进行定位的方法，本发明采用永磁体的旋转构成磁信标，大大降低了定位过程的功耗。
在其中一些实施例中，磁信号接收处理系统还包括定位模块，定位模块用于获得载体平台的绝对位置，定位模块与数据处理模块通信连接，数据处理模块还用于根据载体平台与水下无人航行器的相对位置，并结合载体平台的绝对位置，获得水下无人航行器的绝对位置。通过定位模块的设置，能够获得水下无人航行器的绝对位置，提高了定位装置的精准性。
在其中一些实施例中，永磁体表面设有用于防水防腐蚀的覆盖层。本技术方案通过覆盖层的设置，保护永磁体不受海水中的盐分、微生物等因素的侵蚀，延长永磁体的使用寿命，维持永磁体的磁性能。
在其中一些实施例中，永磁体为中空的柱形磁体，柱形磁体套设于旋转轴外部并与旋转轴同轴设置。本技术方案通过将柱形磁体设置成空心结构，能够更加方便的将永磁体安装在旋转轴上。
在其中一些实施例中，磁信标还包括固定连接于旋转轴外的连接件，连接件与柱形磁体可拆卸连接。本技术方案通过连接件的设置，使柱形磁体与旋转轴的连接更加可靠，避免柱形磁体在旋转过程中意外脱落。
在其中一些实施例中，永磁体为磁性叶片，磁性叶片为多个，多个磁性叶片用作螺旋桨的桨叶。本技术方案通过将永磁材料直接制作为叶片，以用作螺旋桨的桨叶，避免在螺旋桨的旋转轴上额外设置永磁装置，有利于提高螺旋桨的轻量化和强度，提高水下无人航行器的推进效率和可靠性。
在其中一些实施例中，磁传感器模块包括一个三轴磁通门传感器。本技术方案通过一个三轴磁通门传感器接收磁信号，并获得磁信标在磁传感器模块所在处激发的磁感应强度三分量，以便于计算水下无人航行器与载体平台的相对位置。
除此，本发明还提供了一种用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位方法，采用如上所述的用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置进行定位，包括以下步骤：
S1，螺旋桨的旋转轴匀速转动，磁信标发射磁信号；
S2，磁传感器模块接收磁信号，数据处理模块对磁传感器模块接收的磁信号进行预处理，并提取所需频率的磁信号；
S3，数据处理模块根据提取的磁信号，计算获得载体平台与水下无人航行器的相对位置。
在其中一些实施例中，用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位方法还包括：
S4，定位模块获取载体平台的绝对位置，数据处理模块根据计算获得的水下无人航行器与载体平台的相对位置，结合定位模块获取的载体平台的绝对位置，计算获得水下无人航行器的绝对位置。
在其中一些实施例中，步骤S1中，在磁信标发射磁信号后，还包括通过数据处理模块对磁信标产生的磁信号的作用距离进行标定，并控制载体平台与水下无人航行器的距离不超过标定得到的作用距离。
基于上述方案，本发明实施例中的用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置及定位方法通过磁定位的方式，使水下无人航行器的定位更加快速、精准，同时通过将永磁体安装在螺旋桨的旋转轴上，节省了水下无人航行器的内部空间，优化了总体布局；另外，相较于现有技术中采用通电螺线管磁信标进行定位的方法，本发明采用永磁体的旋转构成磁信标，大大降低了定位过程的功耗。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例1提供的用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置的结构示意图；
图2为本发明实施例1中磁信号接收处理系统的结构框图；
图3为本发明实施例2提供的用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置的结构示意图；
图4为本发明实施例3提供的用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位方法的流程图；
图5为本发明实施例3中磁信标与磁传感器模块相对位置关系示意图；
图6为本发明实施例3中永磁体产生的磁场与两组磁偶极子的等效示意图；
图7为本发明实施例3中永磁体产生的磁场空间传播示意图。
图中：
1、旋转轴；2、桨叶；3、柱形磁体；4、磁性叶片；5、载体平台；
6、磁信号接收处理系统；31、连接件；311、支撑柱；312、螺钉；
601、数据处理模块；602、磁传感器模块；603、定位模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明的实施例，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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“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。
在本发明的描述中，需要说明的是，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。
本发明中，“永磁体”是指采用永磁材料制成的磁体，不易失磁，也不易被磁化；“磁信标”是指发射磁信号的装置。永磁体的运动可以产生恒定或变化的磁场，此时永磁体可以作为磁信标的磁源。
实施例1
如图1-图2所示，本实施例提供了一种用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置，该用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置包括：
磁信标，用于发射磁信号，其包括永磁体，永磁体安装于水下无人航行器的螺旋桨的旋转轴1上，永磁体随旋转轴1的旋转产生磁场；
载体平台5，其位于永磁体产生的磁场范围内；
磁信号接收处理系统6，其搭载于载体平台5上，其包括磁传感器模块602和数据处理模块601；磁传感器模块602用于接收磁信号；数据处理模块601与磁传感器模块602通信连接，数据处理模块601用于根据磁信号计算获得载体平台5与水下无人航行器的相对位置。
在上述示意性实施例中，本发明利用安装于水下无人航行器螺旋桨的旋转轴1上的永磁体旋转产生磁场，构成磁信标发射磁信号，通过载体平台5使磁信号接收处理系统6位于永磁体产生的磁场范围内，通过磁信号接收处理系统6对磁信号进行接收并处理，以获得磁信标的定位，从而获得水下无人航行器的定位。本发明通过磁定位的方式，使水下无人航行器的定位更加快速、精准，同时通过将永磁体安装在螺旋桨的旋转轴1上，节省了水下无人航行器的内部空间，优化了总体布局；另外，相较于现有技术中采用通电螺线管磁信标进行定位的方法，本发明采用永磁体的旋转构成磁信标，大大降低了定位过程的功耗。
需要说明的是，如图1所示，载体平台5可根据需求选用船只、水下无人航行器等移动平台，载体平台5通过移动确保其位于永磁体产生的磁场范围内。
如图2所示，磁信号接收处理系统6还包括定位模块603，定位模块603用于获得载体平台5的绝对位置，定位模块603与数据处理模块601通信连接，数据处理模块601还用于根据载体平台5与水下无人航行器的相对位置，并结合载体平台5的绝对位置，获得水下无人航行器的绝对位置。
需要说明的是，永磁体表面设有用于防水防腐蚀的覆盖层。通过覆盖层的设置，保护永磁体不受海水中的盐分、微生物等因素的侵蚀，延长永磁体的使用寿命，维持永磁体的磁性能。作为一个实施例，覆盖层可选用具有耐水性和耐腐蚀性的密封剂，如硅橡胶密封剂或聚氨酯密封剂，将密封剂均匀地涂抹在永磁体表面，形成一个密封的屏障，保护永磁体不受侵蚀。
可以理解的是，为了永磁体产生的磁场不受其他铁磁性物质影响，永磁体安装时可选择远离水下无人航行器内铁磁性物质的位置。
如图1所示，永磁体为中空的柱形磁体3，柱形磁体3套设于旋转轴1外部并与旋转轴1同轴设置。通过将柱形磁体3设置成中空结构，能够更加方便的将永磁体安装在旋转轴1上。
如图1所示，磁信标还包括固定连接于旋转轴1外的连接件31，连接件31与柱形磁体3可拆卸连接。通过连接件31的设置，使柱形磁体3与旋转轴1的连接更加可靠，避免柱形磁体3在旋转过程中意外脱落。可以理解的是，为避免干扰磁信标的磁场，连接件31采用无磁材料。
如图1所示，连接件31设有若干个，其沿旋转轴1的延伸方向对称分布。通过对称分布的若干个连接件31的设置，使柱形磁体3在旋转过程中的受力更加均衡，减少柱形磁体3的变形和损耗，提高磁信号的稳定性和质量。
具体地，如图1所示，连接件31共设有6个，支撑柱311固定连接于旋转轴1上，支撑柱311均带有外螺纹，柱形磁体3开设与支撑柱311相匹配的螺纹孔，将柱形磁体3套于旋转轴1外并将螺纹孔与支撑柱311一一对应，通过螺钉312将柱形磁体3与支撑柱311固定连接。支撑柱311可选用铝合金材料，螺钉312可选用不锈钢材料。
需要说明的是，磁传感器模块602包括一个三轴磁通门传感器。本技术方案通过一个三轴磁通门传感器接收磁信号，并获得磁信标在磁传感器模块602所在处激发的磁感应强度三分量，以便于计算水下无人航行器与载体平台5的相对位置。
实施例2
如图3所示，本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中，永磁体为磁性叶片4，磁性叶片4为多个，多个磁性叶片4用作螺旋桨的桨叶2。通过将永磁材料直接制作为磁性叶片4，以用作螺旋桨的桨叶2，避免在螺旋桨的旋转轴1上额外设置永磁装置，有利于提高螺旋桨的轻量化和强度，提高水下无人航行器的推进效率和可靠性。
实施例3
如图4所示，本实施例提供一种用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位方法，采用上述的实施例1提供的用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置进行定位，包括以下步骤：
S1，螺旋桨的旋转轴1匀速转动，磁信标发射磁信号。
本步骤中，通过永磁体随旋转轴1的旋转构成磁信标，磁信标在一定的转速下，产生相对应的工作频率，持续向外发射磁信号，磁信标的工作频率f与旋转轴1的转速n之间存在关系：f=n。由此可知，磁信标发射磁信号的频率磁特征可以通过旋转轴1的转速调节进行调节。以小型水下无人航行器为例，其螺旋桨转速一般在1000-3000r/min之间，永磁体随旋转轴1一起旋转，产生的频率范围在17Hz-50Hz之间，属于低频段范围，若保持水下无人航行器以固定航速航行，磁信标便会产生固定频率的低频磁场。可以理解的是，永磁体产生的磁感应强度受永磁体的体积和充磁量等因素影响，因此，永磁体产生的磁感应强度可以根据需要进行调节。
需要说明的是，步骤S1中，在磁信标发射磁信号后，还包括通过数据处理模块601对磁信标产生的磁信号的作用距离进行标定，并控制载体平台5与水下无人航行器的距离不超过标定得到的作用距离。通过对磁信标产生的磁信号的作用距离进行标定，确定磁信标的磁场的覆盖范围，使载体平台5在磁信标的信号作用距离内运动。前述的标定作用距离的原理及计算过程可以参考郑元勋于2020年12月发表的工学博士论文《基于磁信标与机会信号的导航定位理论与应用研究》。
S2，磁传感器模块602接收磁信号，数据处理模块601对磁传感器模块602接收的磁信号进行预处理，并提取所需频率的磁信号。
本步骤中，通过磁传感器模块602接收磁信号，磁传感器模块602接收到的磁信号主要由磁信标产生的特定频率磁信号、地磁场、水下无人航行器及载体平台5内部噪声、磁传感器自身噪声等组成，噪声信号一般频率较高，对该信号可采用低通滤波的方法消除；地磁场作为其主要成分近似为静态磁场，能有效地利用频谱分析从中提取固定频率的磁信号，此处提取的磁信号具体为磁信标的磁场三分量。
数据处理模块601对每个周期内接收到的磁信号进行预处理的过程包括滤波降噪和信号增强，经过预处理的磁信号利用傅里叶变换进行频谱分析，通过数据处理模块601提取所需频率的磁信号。需要说明的是，滤波降噪和信号增强的原理及计算方法可以参考陈雅娟于2021年6月发表的硕士学位论文《基于弱磁信号的磁信标系统定位方法研究》。
S3，数据处理模块601根据提取的磁信号，计算获得水下无人航行器与载体平台5的相对位置。
本步骤中，根据提取的磁信号，结合磁信标的磁感应强度，能够计算得到磁信标与磁传感器模块602的相对俯仰角和相对方位角，进一步优化计算可以得到磁信标与磁传感器模块602的相对距离，从而获得水下无人航行器与载体平台5的相对位置，具体为磁传感器模块602与磁信标之间的相对俯仰角、相对方位角、相对距离。
计算原理及过程如下：
1）如图5所示，以永磁体的中心点为原点，以永磁体的轴线为y轴，y轴方向从水下无人航行器艉部指向艏部，建立空间直角坐标系O-xyz；需要说明的是，磁传感器模块602的三轴磁通门传感器的三个方向轴X、Y、Z分别与空间直角坐标系O-xyz的x轴、y轴、z轴平行。
永磁体随旋转轴1旋转，其产生的磁场可以等效为由两组相互正交的磁偶极子叠加形成的，如图6所示，总磁矩M由两个相互正交的磁矩M c和磁矩M s叠加形成，其中，M c为总磁矩M在z轴方向上的分量，M s为总磁矩M在x轴方向上的分量。需要说明的是，总磁矩M为永磁体的固有属性，可利用拉力法、振荡法、翻转法等方法进行测量，可根据实际情况选择合适的测量方法。在xOz平面内，永磁体以角速度匀速旋转，/>时刻永磁体旋转过的角度为/>，结合/>，根据公式（1）可以计算得出该相互正交的两个磁偶极子的磁矩大小M c、M s，公式（1）的表达式为：
（1）;
2）如图7所示，根据公式（1）计算获得的磁矩M c和M s，结合磁场空间传播模型，利用公式（2）分别计算得出时刻两组磁偶极子在磁传感器模块602所在处P点的磁感应强度，公式（2）的表达式为：
（2）；
其中，为真空磁导率，B c为磁矩大小为M c的磁偶极子在P点的磁感应强度，B s为磁矩大小为M s的磁偶极子在P点的磁感应强度，r为P点到原点O的距离，即磁传感器模块602到磁信标中心点的距离，/>为OP在xOy平面上的投影与x轴的夹角，即磁信标与磁传感器模块602的相对方位角；/>为z轴与OP的夹角，即磁信标与磁传感器模块602的相对俯仰角；
时刻磁信标在磁传感器模块602所在处激发的磁感应强度三分量可以通过磁传感器模块602测量得出，表示为：
（3）；
其中，为/>在x轴方向上的分量，/>为/>在y轴方向上的分量，/>为/>在z轴方向上的分量；
结合磁感应强度与两组磁偶极子在磁传感器模块602所在处P点的磁感应强度/>、/>的关系：/>，可得：
（4）；
3）磁信标的特征磁感应强度可以利用磁信标在两个时刻的磁感应强度的外积来表征，/>时刻磁信标在磁传感器模块602所在处激发的磁感应强度为/>时刻与/>时刻磁信标在磁传感器模块602所在处激发的磁感应强度/>与/>的相位角相差/>，则有：
（5）；
结合公式（3），将公式（5）带入公式（4），则有：
（6）；
其中，为/>在x轴方向上的分量，/>为/>在y轴方向上的分量，/>为在z轴方向上的分量,/>、/>、/>可以通过磁传感器模块602测量得出；
通过对和/>进行叉乘运算，获得磁信标在/>时刻和/>时刻的磁感应强度的外积，以表征磁信标的特征磁感应强度/>，即/>，结合公式（4）与公式（6），则有
（7）；
其中，为特征磁感应强度/>在x轴方向上的分量，/>为特征磁感应强度/>在y轴方向上的分量，/>为特征磁感应强度/>在z轴方向上的分量；将公式（3）/>、/>、/>的值和公式（6）中/>、/>、/>的值带入公式（7），即可获得/>的值。
4）根据公式（7），计算过程中能够消掉相位角的差得出磁信标与磁传感器模块602的相对俯仰角/>与相对方位角/>的表达式：
（8）；
（9）；
将步骤3）中的值与步骤1）中M的值分别代入公式（8）、（9）中，即可得出磁信标与磁传感器模块602的相对俯仰角/>与相对方位角/>的值。
5）为消除中包含的相位角的差/>，可分别对/>进行希尔伯特变换，进一步获得将/>的模值/>、/>、/>，以对磁信标与磁传感器模块602的相对距离r进行求解。
经过希尔伯特变换后的信号分别记为/>、/>、/>，因为希尔伯特变换后的信号与原信号相比具有90°的相移，则有：
（10）；
将步骤1）中M的值代入公式（10）中，即可对、/>、/>进行求解。
根据公式（7）和公式（10），分别获得、/>、/>的表达式：
（11）；
分别将步骤3）中的值、步骤1）中M的值与公式（10）获得的/>、/>、/>的值代入公式（11）中，即可对/>、/>、/>进行求解。
根据公式（11），获得磁信标与磁传感器模块602的相对距离r的表达式：
（12）；
分别将公式（11）获得的、/>、/>的值与步骤1）中M的值带入公式（12），即可得出磁信标与磁传感器模块602的相对距离r的值，至此可得出磁信标与磁传感器模块602的相对位置，即磁信标与磁传感器模块602的相对俯仰角/>、相对方位角/>与相对距离r，从而获得水下无人航行器与载体平台5的相对位置。
需要说明的是，将磁传感器模块602在空间直角坐标系O-xyz下的坐标记为，结合图7可得，/>。
如图3所示，用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位方法还包括：
S4，定位模块603获取载体平台5的绝对位置，数据处理模块601根据计算获得的水下无人航行器与载体平台5的相对位置，结合定位模块603获取的载体平台5的绝对位置，计算获得水下无人航行器的绝对位置。
可以理解的是，载体平台5的绝对位置，可以由定位模块603通过全球导航卫星系统（GNSS）提供。
应用上述各个实施例中的用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位方法，既可以实现快速精准地定位，又可以降低能耗。上述各个实施例中用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位方装置所具有的其他积极技术效果同样适用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位方法，在这里不再赘述。
通过对本发明用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置及定位方法的多个实施例的说明，可以看到本发明用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置及定位方法实施例至少具有以下一种或多种优点：
1、本发明提供的用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置，通过将永磁体安装在螺旋桨的旋转轴1上，节省了水下无人航行器的内部空间，优化了总体布局；
2、本发明提供的用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置，通过采用永磁体的旋转构成磁信标，大大节省了定位过程的功耗；
3、本发明提供的用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位方法通过磁定位的方式，使水下无人航行器的定位更加快速、精准。
最后应当说明的是：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。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (10)
1.用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置，其特征在于，包括：
磁信标，用于发射磁信号，其包括永磁体，所述永磁体安装于水下无人航行器的螺旋桨的旋转轴上，所述永磁体随所述旋转轴的旋转产生磁场；
载体平台，其位于所述永磁体产生的磁场范围内；
磁信号接收处理系统，其搭载于所述载体平台上，其包括磁传感器模块和数据处理模块；所述磁传感器模块用于接收所述磁信号；所述数据处理模块与所述磁传感器模块通信连接，所述数据处理模块用于根据所述磁信号计算获得所述载体平台与所述水下无人航行器的相对位置。
2.根据权利要求1所述的用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置，其特征在于，所述磁信号接收处理系统还包括定位模块，所述定位模块用于获得所述载体平台的绝对位置，所述定位模块与所述数据处理模块通信连接，所述数据处理模块还用于根据所述载体平台与所述水下无人航行器的相对位置，并结合所述载体平台的绝对位置，获得所述水下无人航行器的绝对位置。
3.根据权利要求1所述的用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置，其特征在于，所述永磁体表面设有用于防水防腐蚀的覆盖层。
4.根据权利要求1或2所述的用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置，其特征在于，所述永磁体为中空的柱形磁体，所述柱形磁体套设于所述旋转轴外部并与所述旋转轴同轴设置。
5.根据权利要求4所述的用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置，其特征在于，所述磁信标还包括固定连接于所述旋转轴外的连接件，所述连接件与所述柱形磁体可拆卸连接。
6.根据权利要求1或2所述的用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置，其特征在于，所述永磁体为磁性叶片，所述磁性叶片为多个，多个所述磁性叶片用作所述螺旋桨的桨叶。
7.根据权利要求1所述的用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位装置，其特征在于，所述磁传感器模块包括一个三轴磁通门传感器。
8.用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的螺旋桨磁信标定位装置进行定位，包括以下步骤：
S1，所述螺旋桨的旋转轴匀速转动，所述磁信标发射磁信号；
S2，所述磁传感器模块接收所述磁信号，所述数据处理模块对所述磁传感器模块接收的磁信号进行预处理，并提取所需频率的磁信号；
S3，所述数据处理模块根据提取的磁信号，计算获得所述载体平台与所述水下无人航行器的相对位置。
9.根据权利要求8所述的用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位方法，其特征在于，所述螺旋桨磁信标定位方法还包括：
S4，定位模块获取载体平台的绝对位置，所述数据处理模块根据计算获得的所述水下无人航行器与所述载体平台的相对位置，结合所述定位模块获取的载体平台的绝对位置，计算获得所述水下无人航行器的绝对位置。
10.根据权利要求8所述的用于水下无人航行器的螺旋桨磁信标定位方法，其特征在于，步骤S1中，在所述磁信标发射磁信号后，还包括通过所述数据处理模块对所述磁信标产生的磁信号的作用距离进行标定，并控制所述载体平台与所述水下无人航行器的距离不超过标定得到的作用距离。
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