一种基于水上浮标的自主水下航行器定位方法技术

本发明专利技术提出一种基于水上浮标的自主水下航行器定位方法，当航行器运行到某作业区域之后，释放浮标，水下航行器接收由上浮至水面的浮标的换能器发送的数据包，该数据包里面包含了浮标的经纬度信息以及UTC时间，被定位目标AUV的换能器在接收到浮标法发送的数据之后，将信号传递到航行器的处理器中并对数据进行解析计算，最终求得航行器的定位信息。本发明专利技术较于传统方案中单纯依靠AUV自身定位或AUV协同定位，有着更高的精度，同时也不需要配备多个高精度设备，节约成本。且本发明专利技术与传统方案中依靠海底应答器基阵来实现AUV的定位方法相比，本发明专利技术中水上浮标的投放布置比海底应答器基阵的投放布置更加方便、快捷，同时，水上浮标可在使用之后随时回收，节约成本。节约成本。节约成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于水上浮标的自主水下航行器定位方法


[0001]本专利技术涉及惯性导航与水声定位
，尤其是一种基于水上浮标的自主水下航行器定位方法。

技术介绍

[0002]通常，AUV需要通过航位推算的方法来对自身的位置进行定位。但是，在AUV执行任务时，随着时间的推移，导航设备的定位误差越来越大，需要 AUV上浮水面利用GPS来完成校准，极大地浪费了AUV的能源。
[0003]为此，大量学者提出了集群AUV协同导航的方案。目前，国内外关于集群AUV 协同导航的方案主要有两种：1、多个AUV之间利用水声导航进行信息交互，实现 AUV的定位；2、设置水底应答器基阵，利用水声导航来进行应答器基阵和AUV之间的信息交互，实现AUV的定位。但是，这两种传统方案仍存在很多问题：传统方案1，AUV定位精度严重依赖自身携带的设备的精度，但由于高精度设备价格昂贵，只能给少部分的AUV配备；传统方案2，由于应答器必须置放于水底或海底，这给应答器的投放和回收造成了巨大的困难，可想而知，如果在深海区域，设置应答器基阵这种方案是行不通的。/>
技术实现思路
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于水上浮标的自主水下航行器定位方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将至少3个水上浮标布放至工作区域，水上浮标获取自身经度和纬度信息，并将经度和纬度信息以及发送时间数据发送至自主水下航行器；步骤2：自主水下航行器通过传输时间，计算得到自主水下航行器与各个水上浮标的相对距离；利用自主水下航行器与各个水上浮标的相对距离、各个水上浮标之间的相对距离以及自主水下航行器自身探测的深度数据，解算得到自主水下航行器自身坐标。2.根据权利要求1所述一种基于水上浮标的自主水下航行器定位方法，其特征在于：自主水下航行器在航行到需要进行定位的工作区域时，释放3个水上浮标并进行定位，自主水下航行器在完成水下工作后，通过接收水上浮标自身发出的经度和纬度信息对水上浮标进行定位，逐一对水上浮标进行回收。3.根据权利要求2所述一种基于水上浮标的自主水下航行器定位方法，其特征在于：步骤1中的具体过程为：自主水下航行器在航行到需要进行定位的工作区域时，释放3个水上浮标，水上浮标通过自身的卫星导航模块获得自身位置的经度和纬度信息，再通过电发送机将浮标自身位置信息以及发送时间数据t0转换成电信号，并由编码器将信息数字化处理后，换能器以周期T将该电信号转换为声信号，声信号通过水介质传递到自主水下航行器的接收换能器，接收声信号的时刻为t
i
，得到声信号传输时间。4.根据权利要求1所述一种基于水上浮标的自主水下航行器定位方法，其特征在于：步骤2的具体过程为：自主水下航行器通过传输时间，计算得到自主水下航行器与三个水上浮标a,b,c的相对距离l
a
、l
b
、l
c
；建立以a号水上浮标中心为原点的东北天直角坐标系，将b号水上浮标和c...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立川，唐鑫鑫，代文帅，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：