[发明专利]水下定位装置及水下定位方法

说明书

本发明公开了一种水下定位装置及水下定位方法。水下定位装置包括：多个寻鱼器，包括一个主寻鱼器和至少两个从寻鱼器，其中每一所述寻鱼器用于测量其至水下目标的距离值；至少三根连接杆，每一连接杆用于连接相邻的两个寻鱼器；其中，所述主寻鱼器和至少两个所述从寻鱼器被所述连接杆连接而呈非共线分布；以及控制单元，根据各所述寻鱼器所测量的距离值和各所述寻鱼器的坐标得到所述水下目标的坐标。本发明通过非共线排布的至少三个寻鱼器能够快速方便地获得水下目标的正确位置，即充分利用现有设备实现水下目标的精确定位，成本低廉、极易携带，使用维护灵活方便。

技术领域

本发明涉及水下定位技术领域，尤其涉及一种水下定位装置及应用该装置的水下定位方法。

背景技术

在当前人们对江河、湖海的探索利用中，都需要对水下目标进行定位。由于水介质对无线电波的强烈吸收作用，以声波作为信息载体的水下声学定位技术成为主要选择。通过在水面工作船只、水下移动平台以及作业海区上加装和布放声学定位设备，可实现水面对水下目标位置的实时监控。根据声学定位系统基线长度以及工作模式的差别，一般将其划分为长基线系统(LBL)、短基线系统(SBL)和超短基线系统(USBL)。

长基线定位系统采用完全的测距定位技术，通常由基线长度为几千米的海底应答器阵和被定位载体上的问答机组成，其定位通过测量载体到相对/绝对位置已知的海底应答器的相对距离，利用距离交汇的方法解算目标坐标。长基线定位系统能实现独立于水深的高精度定位，但其布阵、测阵与回收操作十分复杂、耗时，导致设计安装、使用维护成本较高。

超短基线定位系统所采用的技术为相控测量技术，即通过测时得到目标距；通过相位测量测得目标的水平几垂直角度，进而确定目标的相对位置。由于基线非常短(厘米级)，因此其测量角度的分辨率不可能很高，因此该技术所能提供的定位精度与斜距有关，距离越远定位精度越低。

短基线定位系统所采用的技术为测距定位技术，即通过测时得到目标距每个发射接收机的距离，进而确定目标的相对位置，通常至少需要四个接收机组成阵列，基线距离约为几十米。短基线定位系统尺寸庞大，不利于安装使用。

因此，需要提供一种成本低廉、携带方便、安装使用维护灵活方便的高精度水下定位装置。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种成本低廉、携带方便、安装使用维护灵活方便的高精度水下定位装置及水下定位方法。

为达成上述目的，本发明提供了一种水下定位装置，包括：多个寻鱼器，包括一个主寻鱼器和至少两个从寻鱼器，其中每一所述寻鱼器用于测量其至水下目标的距离值；至少三根连接杆，每一连接杆用于连接相邻的两个寻鱼器；其中，所述主寻鱼器和至少两个所述从寻鱼器被所述连接杆连接而呈非共线分布；以及控制单元，根据各所述寻鱼器所测量的距离值和各所述寻鱼器的坐标得到所述水下目标的坐标。

优选地，每一所述寻鱼器包括声呐探测器，其包括：声纳收发换能器，用于发射超声波信号以及接收超声波信号；信号处理单元，用于至少根据接收的超声波信号获得所述寻鱼器至水下目标的距离值。

优选地，所述寻鱼器还包括与所述信号处理单元连接的无线通信单元，和/或所述连接杆中穿设信号线使相邻所述寻鱼器电气连接。

优选地，所述寻鱼器还包括无线通信单元，所述主寻鱼器通过所述无线通信单元或通过所述信号线控制各所述从寻鱼器与之同步发出所述超声波信号。

优选地，所述控制单元设于所述主寻鱼器之内，各所述从寻鱼器通过其无线通信单元或通过所述信号线将测量的距离值发送至所述控制单元。

优选地，每一所述寻鱼器的外壳上设有至少两个安装孔，用于与所述连接杆连接。

优选地，所述寻鱼器还包括惯性测量单元，用于探测寻鱼器的姿态。