[发明专利]一种基于北斗的水上/水下一体化高精度导航定位系统

说明书

本发明涉及一种基于北斗的水上/水下一体化高精度导航定位系统，包括：北斗高精度基准站、多个无人艇载体/北斗智能浮标和水上/岸基综控平台；所述北斗高精度基准站，用于播发北斗高精度差分修正信号，为覆盖范围内的空中、水上用户提供厘米级的高精度导航定位服务；所述多个无人艇载体/北斗智能浮标集水声定位与水上北斗高精度定位于一体，北斗智能浮标搭载至无人艇，通过灵活机动布设无人艇，实现北斗智能浮标自组网形成局域性水下导航网，为水下用户提供亚米级的高精度导航定位服务。本发明解决了传统水声定位技术无法获得目标绝对坐标的难题，使我国北斗卫星导航系统的定位服务延伸至水下。

技术领域

本发明属于船舶系统技术-电子信息系统-导航系统技术领域，涉及海洋导航定位系统，尤其是一种基于北斗的水上/水下一体化高精度导航定位系统。

背景技术

海洋定位导航特别是水上/水下一体化高精度导航定位技术是海洋开发活动与海洋高新技术发展的基本前提，是探测海底地形地貌、建设海洋工程、开发海洋资源、发展海洋科学等需主要解决的问题。

随着我国北斗卫星导航系统趋于完善，能够实现基于北斗及其增强系统实现水面高精度导航定位，但如何将北斗定位延伸至水下，解决水下用户导航定位问题是本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于北斗的水上/水下一体化高精度导航定位系统，能够解决水下用户导航定位的技术问题。

本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于北斗的水上/水下一体化高精度导航定位系统，包括：北斗高精度基准站、多个无人艇载体/北斗智能浮标和水上/岸基综控平台；所述北斗高精度基准站，用于播发伪距或载波相位差分数据，为覆盖范围内的空中、水上用户提供导航定位服务；所述多个无人艇载体/北斗智能浮标自组网形成局域性水下导航网，该无人艇载体/北斗智能浮标集水声定位与水上北斗高精度定位于一体，用于接收北斗卫星导航信号和北斗高精度基准站发送的伪距或载波相位差分数据，实现实时高精度差分定位，获取自身高精度位置，并获取浮标实时姿态，为水下用户提供导航定位的参考基准；所述水上/岸基综控平台用于解算水下用户的实时位置。

而且，所述北斗智能浮标包括：北斗高精度差分接收机、姿态测量单元、水声测量单元和无线传输单元；

所述北斗高精度差分接收机用于利用北斗卫星导航信号和北斗高精度基准站播发的伪距或载波相位差分数据，实现实时高精度差分定位，获取自身高精度位置；

所述姿态测量单元用于完成北斗智能浮标姿态测量并获取浮标实时姿态，从而实现卫导天线与水声测量单元水声播发处的坐标转换；

所述水声测量单元用于实时检测水声信号并测量水声信号到达浮标的时间；

所述无线传输单元用于通过无线传输电台，将水声检测信息、浮标姿态校准数据发送到水上/岸基综控平台，该水上/岸基综控平台将北斗智能浮标的高精度位置信息、水声检测信息、浮标姿态校准数据信息融合处理后，解算水下目标的实时位置。

本发明的优点和有益效果：

1、本发明面向海洋水上水下一体化高精度导航定位需求，将北斗高精度定位与传统水声定位相融合，提出一种基于北斗的水上水下一体化高精度定位系统，通过北斗伪距/载波相位差分定位技术，解决水下导航网高精度参考基准的问题；通过灵活机动布放与回收高精度北斗智能浮标自主形成局域性水下导航网，为覆盖范围内水下用户提供高精度定位服务，从而实现空中、水上、水下一体式无缝导航定位。

2、基于北斗的水上水下导航定位技术是集水声定位、北斗高精度导航定位、高精度时钟和水下通讯等技术于一体，本发明通过北斗高精度差分定位技术获取自身精确位置，为水下用户组建定位系统，既解决了传统水声定位技术无法获得目标绝对坐标的难题，又使我国北斗卫星导航技术应用于水下目标定位，实现空、地、水面、水下无缝导航定位。