Disclosed in the present invention are an underwater acoustic positioning and timing buoy, and a working method thereof, which belong to the technical field of underwater acoustic positioning, and solve the deficiencies of an existing sea level buoy-based underwater acoustic positioning method of introducing a systematic observation error due to the lack of posture information of a buoy, and limiting further improvements in system positioning, timing precision and reliability due to the usage of an SPP algorithm. The underwater acoustic positioning and timing buoy comprises a GNSS receiver, an IMU, a USBL device, a satellite communicator, an underwater acoustic communication device, a battery and a controller; the GNSS receiver is configured to acquire the coordinates of the buoy in an earth-fixed coordinate system and posture information of the buoy; the IMU provides angular velocity and acceleration information of the buoy, and continuously calculates, by means of an IMU algorithm and according to a group of initial position, speed and attitude information, the position, speed and attitude at any subsequent time with additional errors; and the USBL device transmits a signal and receives a return signal of an underwater carrier transducer, so as to calculate a round trip propagation time between the USBL device and the underwater carrier transducer and a relative propagation time of the signal between array elements.

    La présente invention concerne une bouée acoustique sous-marine de positionnement et de synchronisation, et son procédé de fonctionnement, qui appartiennent au domaine technique du positionnement acoustique sous-marin, et permettent de résoudre les déficiences d'un procédé existant de positionnement acoustique sous-marin basé sur une bouée au niveau de mer qui introduisent une erreur d'observation systématique en raison de l'absence d'informations relatives à la posture d'une bouée, et limitent d'autres améliorations concernant le positionnement d'un système, la précision de la synchronisation et la fiabilité dues à l'utilisation d'un algorithme SPP. La bouée acoustique sous-marine de positionnement et de synchronisation comprend un récepteur GNSS, une centrale inertielle, un dispositif USBL, un dispositif de communication par satellite, un dispositif de communication acoustique sous-marine, une batterie et un dispositif de commande ; le récepteur GNSS est conçu pour acquérir les coordonnées de la bouée dans un système de coordonnées fixes terrestres et des informations de posture de la bouée ; la centrale inertielle fournit des informations de vitesse angulaire et d'accélération de la bouée et calcule en continu, au moyen d'un algorithme de centrale inertielle et en fonction d'un groupe d'informations de positions initiales, de vitesse et d'attitude, la position, la vitesse et l'attitude à chaque instant ultérieur avec des erreurs supplémentaires ; et le dispositif USBL émet un signal et reçoit un signal de retour d'un transducteur porteur sous-marin, de manière à calculer un temps de propagation aller-retour entre le dispositif USBL et le transducteur porteur sous-marin et un temps de propagation relatif du signal entre des éléments de réseau.

    本发明公开了一种水声定位与授时浮标及其工作方法,属于水声定位技术领域,其解决了现有基于海面浮标的水声定位方式中浮标姿态信息的缺失引入了系统性的观测误差;使用SPP算法限制了系统定位、授时精度和可靠性的进一步提高的不足。该水声定位与授时浮标,包括GNSS接收机、IMU、USBL设备、卫星通讯机、水声通讯设备、电池和控制器;GNSS接收机用于获取浮标的地固坐标系坐标和浮标的姿态信息;IMU给出浮标的角速度和加速度信息,并通过IMU算法根据一组起始的位置、速度和姿态信息,附加误差地连续推算之后任意时刻的位置、速度和姿态;USBL设备发射信号并接收水下载体换能器的返回信号,从而计算两者间的往返传播时间和信号在阵元间的相对传播时间。


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    Titel :

    UNDERWATER ACOUSTIC POSITIONING AND TIMING BUOY, AND WORKING METHOD THEREOF


    Weitere Titelangaben:

    BOUÉE ACOUSTIQUE SOUS-MARINE DE POSITIONNEMENT ET DE SYNCHRONISATION, ET SON PROCÉDÉ DE FONCTIONNEMENT
    一种水声定位与授时浮标及其工作方法


    Beteiligte:
    WANG SHENGLI (Autor:in) / ZHENG YANNING (Autor:in) / ZHOU XINGHUA (Autor:in) / HU LIANGLIANG (Autor:in)

    Erscheinungsdatum :

    2021-05-06


    Medientyp :

    Patent


    Format :

    Elektronische Ressource


    Sprache :

    Chinesisch


    Klassifikation :

    IPC:    G01S RADIO DIRECTION-FINDING , Funkpeilung / B63B Schiffe oder sonstige Wasserfahrzeuge , SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS / H04B TRANSMISSION , Übertragung



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