超大容量多机同步声学定位装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种超大容量多机同步声学定位装置及方法，包括声学定位主机、主机换能器、GPS定位装置、导航装置和定位系统，该声学定位主机对水下应答器进行测距，该声学定位主机换能器将声音和电信号互相转换，进行信号的水下接收和发射，该GPS定位装置将当前小船GPS坐标传输给该导航装置和该定位系统，该导航装置计算出小船需要航行的方位角度及距离，该定位系统根据小船GPS坐标和导航信息，确定并显示小船的位置，并传输指引信息给该导航装置，以指引小船进行声学定位，并对测距信息进行处理，得出每个水下应答器的坐标。该超大容量多机同步声学定位装置及方法满足海上地震勘探对大量水下目标定位要求，可以同时有多艘船开展测量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
超大容量多机同步声学定位装置及方法


[0001]本专利技术涉及水声学定位
，特别是涉及到一种超大容量多机同步声学定位装置及方法。

技术介绍

[0002]随着海上地震勘探的迅速发展，勘探工作量也在逐年增加，在海上地震勘探中,施工人员放置检波器的时候,受到风浪、潮汐、海流的影响,会使检波器的位置在投入海水的过程中发生移动,这样会导致检波器在海地的位置与在海面上通过GPS测量的位置发生偏移并会导致地震勘探时引入时间误差，现在主要用声学应答器给水下检波器定位，提高地震勘探的精度。
[0003]目前，海上声学定位设备一般包括声学主机、编码器、声学应答器及定位系统，声学定位时应答器的数量有数千个，用编码器对应答器进行编码(地址)，编码完成后将应答器放到海底，声学主机和定位系统安装在定位船上，将小船开到应答器附近使用声学主机和定位系统进行测量，定位系统可以计算出应答器在水底的坐标，通常国内常见的声学定位设备地址容量为数千，导致每次测量时布放的应答器数量受限，因为如果地址重叠会导致多个应答器同时应答发生测量错误。
[0004]通常定位系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.超大容量多机同步声学定位装置，其特征在于，该超大容量多机同步声学定位装置包括声学定位主机、主机换能器、GPS定位装置、导航装置和定位系统，该声学定位主机对水下应答器进行测距，并将测距信息传送给该定位系统，该声学定位主机换能器连接于该声学定位主机，将声音和电信号互相转换，进行信号的水下接收和发射，该GPS定位装置将当前小船GPS坐标传输给该导航装置和该定位系统，该导航装置根据当前小船GPS坐标及目标GPS坐标计算出小船需要航行的方位角度及距离，并将导航信息传送给该定位系统，该定位系统根据小船GPS坐标和导航信息，确定并显示小船的位置，并传输指引信息给该导航装置，以指引小船进行声学定位，该定位系统对测距信息进行处理，得出每个水下应答器的坐标。2.根据权利要求1所述的超大容量多机同步声学定位装置，其特征在于，该声学定位主机呼叫水下应答器，测量水下应答器应答脉冲到达的时间，并根据声波在水中传播的速度计算出水下应答器距离该声学定位主机的直线距离。3.根据权利要求2所述的超大容量多机同步声学定位装置，其特征在于，该声学定位主机包括处理器、功率放大模块、信号放大模块和解调模块，该处理器将呼叫信号传输给该功率放大模块，呼叫信号经过该功率放大模块进行功率放大后，驱动该声学定位主机换能器将信号发送到水中，该声学定位主机换能器为收发一体型，水下应答器的应答信号会被该声学定位主机换能器捕获并传输给该信号放大模块，水下应答器信号经过该信号放大模块放大后传输给该信号解调模块，该信号解调模块将应答信号脉冲转换为该处理器能识别的中断电平信号，该处理器收到中断电平信号后会计算出该声学定位主机换能器到水下应答器的距离。4.根据权利要求2所述的超大容量多机同步声学定位装置，其特征在于，该声学定位主机与水下应答器之间的信号传输采用了超大容量水声通信协议，超大容量水声通信协议由5个水声短脉冲组成，脉冲1、2、3、4为主机发出的呼叫信号，应答脉冲为水下应答器回答的信号，5个水声短脉冲之间有4个时间间隔，分别为脉冲1，2的间隔T1,脉冲2，3的间隔T2,脉冲3，4的间隔T3,脉冲1和应答脉冲的间隔T4，T1,T2,T3为主机呼叫信号，通过这三个脉冲的时间长度来表示不同的组号，T4为水下应答器的应答信号与脉冲1的时间间隔，T4与该声学定位主机和水下应答器的距离有关，距离越大T4越长，该声学定位主机对水下应答器的测距是通过T4计算，计算方法为T4乘以声波在水中的速度，然后结果再除以2。5.根据权利要求4所述的超大容量多机同步声学定位装置，其特征在于，超大容量水声通信协议的组号范围为1～1203，组号与T1,T2,T3的具体计算公式如下，单位ms毫秒，以下公式中的％为取余：
·
组号1～23T1＝65+(组号
‑
1)x10
·
组号24～212T1＝70+(组号
‑
24)％21x10T2＝240
‑
(组号
‑
24)％21x10+(组号
‑
24)
÷
21x10
·
组号213～401T1＝70+(组号
‑
213)％21x10T2＝240
‑
(组号
‑
213)％21x10+(组号
‑
213)
÷
21x10
·
组号402～424T1＝65+(组号
‑1‑
401)x10T2＝280ms
·
组号425～613T1＝70+(组号
‑
24
‑
401)％21x10T2＝240
‑
(组号
‑
24
‑
401)％21x10+(组号
‑
24
‑
401)
÷
21x10T3＝280ms
·
组号614～802T1＝70+(组号
‑
213
‑
401)％21x10T2＝240
‑
(组号
‑
213
‑
401)％21x10+(组号
‑
213
‑
401)
÷
21x10T3＝280ms
·
组号803～825T1＝65+(组号
‑1‑
802)x10T2＝300ms
·
组号826～1014T1＝70+(组号
‑
24
‑
802)％21x10T2＝240
‑
(组号
‑
24
‑
802)％21x10+(组号
‑
24
‑
802)
÷
21x10T3＝300ms
·
组号1015～1203T1＝70+(组号
‑
213
‑
802)％21x10T2＝240
‑
(组号
‑
213
‑
802)％21x10+(组号
‑
213
‑
802)
÷
21x10T3＝300ms。6.根据权利要求1所述的超大容量多机同步声学定位装置，其特征在于，该导航装置包括导航处理器和显示器，该导航处理器接收小船GPS坐标，处理实时计算小船距离目标的航向和距离值并驱动该显示器将以上信息显示，该显示器上显示小船的当前GPS坐标、航速、距离目标的距离、航向角度、目标信息。7.根据权利要求1所述的超大容量多机同步声学定位装置，其特征在于，该定位系统中具有事先输入的整个施工区域的测量线信息，该定位系统将测量线任务的管理、协调这些指引信息发到小船，该导航装置根据该定位系统发送来的指引信息计算导航信息，包括航速、航向、目标航向、距离、垂直偏差这些信息，来指引小船进行声学定位。8.根据权利要求1所述的超大容量多机同步声学定位装置，其特征在于，该定位系统设定小船的水声通信为最大射程，当有两个或多个船的水声信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹国滨，张伟，王春田，刘世海，杨德宽，贾祥，王建海，赵忠，崔汝国，张旭，陶军，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司中石化石油工程地球物理有限公司中石化石油工程地球物理有限公司胜利分公司，
类型：发明
国别省市：