CN206638818U - 一种大深度长距离高精度水下超短基线定位控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大深度长距离高精度水下超短基线定位控制系统，包括计算机主机，所述计算机主机的一侧安装有显示器，所述计算机主机上安装有卫星定位接收器，所述计算机主机通过所述卫星定位接收器与卫星信号连接，所述计算机主机通过线缆与声学换能器信号连接，所述声学换能器上安装有声学换能基阵，所述声学换能基阵的底部安装有姿态仪，所述姿态仪由电罗经和三维姿态仪组成，所述姿态仪的底部安装有十字支架，所述十字支架上安装有若干个换能器接收基元，所述声学换能器的一侧安装有声学应答器，所述声学应答器与所述声学换能器配合使用，所述声学换能器的正上方安装有卫星接收天线，该装置，使用简单，定位准确。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种通信与定位设备技术领域，具体为一种大深度长距离高精度水下超短基线定位控制系统。
背景技术
目前水下定位方法有长基线定位方法、短基线定位方法和超短基线定位方法,配合GPS共同实现机器人的定位工作。长基线定位方法定位精度高，但设备庞大，布放过程复杂。短基线定位的设备和布放都要简单，但精度不高。目前多采用超短基线方法进行水下定位。超短基线定位系统由发射换能器、应答器、接收基阵组成，目前国际上此类方法的定位精度在1％左右，国内在3％左右。影响定位精度的原因有很多。声学换能基阵安装偏移会影响定位精度。通过改变基阵阵形、加大基阵孔径提高定位精度，定位精度比传统基阵精确度高，采用水上定位和水下定位，准确度更高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种大深度长距离高精度水下超短基线定位控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种大深度长距离高精度水下超短基线定位控制系统，包括计算机主机，所述计算机主机的一侧安装有显示器，所述计算机主机上安装有卫星定位接收器，所述计算机主机通过所述卫星定位接收器与卫星信号连接，所述计算机主机通过线缆与声学换能器信号连接，所述声学换能器上安装有声学换能基阵，所述声学换能基阵的底部安装有姿态仪，所述姿态仪由电罗经和三维姿态仪组成，所述姿态仪的底部安装有十字支架，所述十字支架上安装有若干个换能器接收基元，所述声学换能器的一侧安装有声学应答器，所述声学应答器与所述声学换能器配合使用，所述声学换能器的正上方安装有卫星接收天线，所述卫星接收天线与所述计算机主机电性连接。
进一步的，所述换能器接收基元均匀分布在十字支架上，所述十字支架的每个支架上的换能器接收基元数量相等
进一步的，所述计算机主机通过卫星接收天线与卫星信号连接。
进一步的，所述声学换能基阵的内部安装有惯性测量单元和GPS接收机。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该装置，将声学应答器固定在水下载体上，声学换能器发出一个声脉冲，声学应答器收到后，回发声脉冲，声学换能基阵收到后，测量出X、Y两个方向的相位差，并根据声波的到达时间计算出水下装置到声学换能基阵的距离，实现定位，当已经测到的换能器接收基元相位时，通过增加换能器接收基元的个数可以明显提高相位差的精度，从而提高定位精度。
附图说明
图1是本实用新型整体结构示意图；
图2是本实用新型整体结构模块图；
图中：1-卫星；2-卫星定位接收器；3-计算机主机；4-显示器；5-线缆； 6-声学换能基阵；7-姿态仪；8-十字支架；9-换能器接收基元；10-声学应答器；11-声学换能器；12-卫星接收天线。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种大深度长距离高精度水下超短基线定位控制系统，包括计算机主机3，计算机主机3的一侧安装有显示器4，计算机主机3上安装有卫星定位接收器2，计算机主机3通过卫星定位接收器2与卫星1信号连接，计算机主机3通过线缆5与声学换能器11 信号连接，声学换能器11上安装有声学换能基阵6，声学换能基阵6的底部安装有姿态仪7，姿态仪7由电罗经和三维姿态仪组成，姿态仪7的底部安装有十字支架8，十字支架8上安装有若干个换能器接收基元9，声学换能器11 的一侧安装有声学应答器10，声学应答器10与声学换能器11配合使用，声学换能器11的正上方安装有卫星接收天线12，卫星接收天线12与计算机主机3电性连接。
进一步的，所述换能器接收基元9均匀分布在十字支架8上，所述十字支架8的每个支架上的换能器接收基元9数量相等，提高定位的准确度
进一步的，所述计算机主机3通过卫星接收天线12与卫星1信号连接，便于进行地上定位。
进一步的，所述声学换能基阵6的内部安装有惯性测量单元和GPS接收机，便于测量物体三轴姿态角和加速度。
工作原理：首先，将声学应答器10固定在水下载体上，声学换能器11 发出一个声脉冲，声学应答器10收到后，回发声脉冲，声学换能基阵6收到后，测量出X、Y两个方向的相位差，并根据声波的到达时间计算出水下装置到声学换能基阵6的距离，实现定位，当已经测到的换能器接收基元9相位时，通过增加换能器接收基元9的个数可以明显提高相位差的精度，从而提高定位精度。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种大深度长距离高精度水下超短基线定位控制系统，包括计算机主机(3)，其特征在于：所述计算机主机(3)的一侧安装有显示器(4)，所述计算机主机(3)上安装有卫星定位接收器(2)，所述计算机主机(3)通过所述卫星定位接收器(2)与卫星(1)信号连接，所述计算机主机(3)通过线缆(5)与声学换能器(11)信号连接，所述声学换能器(11)上安装有声学换能基阵(6)，所述声学换能基阵(6)的底部安装有姿态仪(7)，所述姿态仪(7)由电罗经和三维姿态仪组成，所述姿态仪(7)的底部安装有十字支架(8)，所述十字支架(8)上安装有若干个换能器接收基元(9)，所述声学换能器(11)的一侧安装有声学应答器(10)，所述声学应答器(10)与所述声学换能器(11)配合使用，所述声学换能器(11)的正上方安装有卫星接收天线(12)，所述卫星接收天线(12)与所述计算机主机(3)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种大深度长距离高精度水下超短基线定位控制系统，其特征在于：所述换能器接收基元(9)均匀分布在十字支架(8)上，所述十字支架(8)的每个支架上的换能器接收基元(9)数量相等。
3.根据权利要求1所述的一种大深度长距离高精度水下超短基线定位控制系统，其特征在于：所述计算机主机(3)通过卫星接收天线(12)与卫星(1)信号连接。
4.根据权利要求1所述的一种大深度长距离高精度水下超短基线定位控制系统，其特征在于：所述声学换能基阵(6)的内部安装有惯性测量单元和GPS接收机。
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2016
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