【技术实现步骤摘要】
一种水下一体式自主导航装置及其初始对准方法
[0001]本专利技术涉及水下导航定位
，尤其涉及一种水下一体式自主导航装置及其初始对准方法。
技术介绍
[0002]由于水下环境的特殊性和复杂性，水下光线不足，无线电信号衰减迅速，因此通常的视觉、GNSS卫星导航（包括GPS、北斗等）无法对水下目标进行导航、定位。
[0003]水下蛙人在水下救援、打捞、清淤、摄影、检修等作业时，一般通过蛙人运载器辅助其航行至指定地点进行作业，因此需要一种能类似GPS的水下导航定位装置，并且要求体积小、功耗低、实用性强等。这样尽量避免需要频繁上浮到水面接收GPS信号，提高水下工作效率。
[0004]现有的水下导航常用的方法有：（1）水声定位，在任务区预先布置一个或多个声呐基站，与GNSS的原理相似，利用目标接收基站声呐信号来确定相对位置和方向。
[0005]（2）地球物理导航，利用预先储存的水下地形、磁场或者重力场背景图与当前测量值进行匹配，从而确定当前时刻的位置坐标。
[0006]然而，无论是水声定位还是地球...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水下一体式自主导航装置，包括导航计算模块，其特征在于，还包括信号转换模块、数据存储模块、微机电惯性测量单元和多普勒计程仪，其中，所述微机电惯性测量单元用于采集蛙人运载器的角速度、加速度数据；所述多普勒计程仪用于采集蛙人运载器的运动速度数据；所述信号转换模块分别与微机电惯性测量单元、多普勒计程仪和导航计算模块相连接，用于接收微机电惯性测量单元和多普勒计程仪采集的数据并传输至导航计算模块；所述信号转换模块还用于接收母船导航系统的位置、速度和方位角数据并传输至导航计算模块；所述导航计算模块用于处理母船导航系统提供的位置、速度和方位角数据，以对微机电惯性测量单元进行初始对准；所述导航计算模块还用于处理微机电惯性测量单元和多普勒计程仪采集的数据，以得到优化的导航结果；所述信号转换模块还用于接收导航计算模块计算的导航结果并输出至蛙人运载器；所述数据存储模块与导航计算模块相连接，用于存储微机电惯性测量单元采集的角速度和加速度数据，多普勒计程仪采集的运动速度数据，导航计算模块计算的导航结果以及信号转换模块接收到的母船导航系统位置、速度和方位角数据。2.根据权利要求1所述的一种水下一体式自主导航装置，其特征在于，还包括顶端开口的密封舱体和扣合至密封舱体顶端的舱盖，所述密封舱体内侧中部凸设有卡阶，所述卡阶固接有安装板，所述微机电惯性测量单元固接至安装板下方，所述安装板上方固接有数据存储模块、导航计算模块和信号转换模块，所述多普勒计程仪固接至密封舱体外侧下方，所述舱盖设有第一水密头插接件和第二水密头插接件，所述第一水密头插接件用于供电，所述第二水密头插接件用于数据传输。3.根据权利要求2所述的一种水下一体式自主导航装置，其特征在于，所述舱盖下侧设有与密封舱体顶端开口过盈配合的插接部，所述插接部与密封舱体间设有密封圈，所述舱盖表面还设有泄压孔，所述泄压孔内设有相适配的气密塞。4.根据权利要求2所述的一种水下一体式自主导航装置，其特征在于，所述多普勒计程仪上侧面通过第一螺栓固接有安装底板，所述安装底板设有凸出多普勒计程仪上侧面外周的外延部，所述密封舱体的底端设有与安装底板相适配的凹槽，所述安装底板嵌设于凹槽内，所述安装底板的外延部通过第二螺栓固接至凹槽底面。5.根据权利要求4所述的一种水下一体式自主导航装置，其特征在于，所述第二螺栓在凹槽底面相对应的螺栓孔为盲孔。6.根据权利要求1所述的一种水下一体式自主导航装置，其特征在于，所述信号转换模块设有以太网输出接口、RS422输出接口和CAN输出接口。7.根据权利要求1所述的一种水下一体式自主导航装置，其特征在于，所述数据存储模块设有USB输出接口。8.一种导航装置初始对准方法，用于权利要求1至7任一项所述的水下一体式自主导航装置，其特征在于，包括如下步骤：S10，将导航装置固定到母船，使导航装置与母船导航系统建立通讯连接；S20，导航计算模块获取母船导航系统的位置数据、速度...
【专利技术属性】
技术研发人员：何昆鹏，牛振，任永甲，邹凌伟，杨文辉，檀盼龙，张涛，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：
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