專利名稱：一種多用戶水下超短基線定位設備的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型屬于便攜式通信與定位聲納裝備領域，特別涉及一種利用 混沌調(diào)頻調(diào)相序列進行多用戶定位與導航的超短基線定位聲納設備。本實用新型主要用于 水下潛水作業(yè)蛙人和水下無人潛水器的中近程定位與導航中。
背景技術(shù)：
蛙人或無人潛水器在進行潛水作業(yè)時，出于操作與安全的考慮，水面 基地必須對蛙人或無人潛水器所處的位置進行實時的監(jiān)控。水下定位與導航系統(tǒng)按基線 長度分類，一般分為長基線(100m 6000m)、短基線(Im 50m)以及超短基線(< Im)三 類，其中長基線和短基線由于設備復雜且尺寸龐大并不適用于蛙人或無人潛水器水下定位 與導航，而超短基線系統(tǒng)一般尺寸較小設備便于攜帶，因此是比較理想的蛙人水下定位與 導航方式，但一般的超短基線存在定位精度較低的問題。目前，適于蛙人潛水作業(yè)或水下 無人潛水器工作使用的基線系統(tǒng)主要以短基線/超短基線系統(tǒng)為主，如美國IXSEA公司的 GAPS系統(tǒng)，一般僅支持單個用戶使用或者多個窄帶用戶使用，在大型作業(yè)中往往需要多個 潛水員或水下無人潛水器編隊工作，同時需要各編隊成員的高精度的定位信息，因此需要 同時滿足多個寬帶用戶精確定位與導航的超短基線系統(tǒng)。本發(fā)明利用混沌調(diào)頻調(diào)相序列進 行寬帶超短基線精確定位與導航，所設計的便攜式水下定位設備可以與水聲通信設備結(jié)合 一體，能夠滿足多用戶同時提供精確定位與導航的要求。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種利用混沌調(diào)頻調(diào)相序列進行超短基線 精確定位，來滿足水下蛙人或無人潛水器中近程多用戶同時定位與導航的便攜式水下定位 聲納設備。本實用新型通過混沌調(diào)頻調(diào)相序列信標，多脈沖檢測與用戶標識以及五元十字 陣寬帶超短基線方法，來完成水面基地對蛙人或無人潛水器多用戶的實時高精度定位與導 航。實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)方案是這樣的一種多用戶水下超短基線定位設備，其特征在于所述設備包括五元十字陣超短 基線定位與導航系統(tǒng)和信標系統(tǒng)兩部分，其中所述的五元十字陣超短基線定位與導航系統(tǒng)包括五元十字陣、定位與導航系統(tǒng)密 封電子分系統(tǒng)、姿態(tài)儀、衛(wèi)星定位接收模塊和顯示控制中心，所述的五元十字陣、姿態(tài)儀分 別通過線纜與定位與導航系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)相連；所述的定位與導航系統(tǒng)密封電子分系 統(tǒng)與姿態(tài)儀通過水密纜與顯示控制中心相連；衛(wèi)星定位接收模塊通過屏蔽線纜與顯示控制 中心相連。所述的信標系統(tǒng)包括控制模塊、信標系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)以及信標用收發(fā)共置換 能器，所述的控制模塊通過線纜與所述的信標系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)相連，所述的信標用收 發(fā)共置換能器與信標系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)相連。所述的五元十字陣包括一個收發(fā)共置換能器、四個接收換能器，其中收發(fā)共置換 能器位于陣列中心，四個接收換能器分別位于以收發(fā)共置換能器為幾何中心的正方形頂 點，該五元十字陣通過線纜與所述的定位與導航系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)相連。所述的收發(fā)共置換能器和接收換能器通過空心支架固定，且其連接線纜通過支架 內(nèi)心導出并接入定位與導航系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)。[0010]所述的定位與導航系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)包括接收模塊、相關檢測器、副本生成器、 混沌序列發(fā)生器、同步發(fā)生器、用戶識別器、時延估計器、相對方位測算器、絕對方位映射 器、姿態(tài)校正器、深度計、發(fā)射模塊、消息調(diào)制模塊以及用戶消息發(fā)生器；所述接收模塊將五 元十字陣所采集的模擬信號進行濾波放大后轉(zhuǎn)換成五路數(shù)字信號，并傳送給相關檢測器； 所述相關檢測器根據(jù)副本生成器所產(chǎn)生的混沌調(diào)頻調(diào)相序列副本和同步發(fā)生器提供的同 步時鐘，進行副本相關、峰值檢測以及用戶歸類，將檢測結(jié)果分別發(fā)送至用戶識別器和時延 估計器；所述副本生成器根據(jù)由混沌序列發(fā)生器獲得的混沌序列產(chǎn)生混沌調(diào)頻調(diào)相序列副 本；所述混沌序列發(fā)生器根據(jù)顯示控制中心所提供的待檢測用戶信息根據(jù)混沌序列映射產(chǎn) 生相應的混沌序列；所述同步發(fā)生器產(chǎn)生同步時鐘提供給相關檢測器和時延估計器使用； 所述用戶識別器根據(jù)相關檢測器提供的檢測結(jié)果確定用戶信息，并將用戶信息發(fā)送給相對 方位測算器和絕對方位測算映射器；所述時延估計器根據(jù)相關檢測器提供的對應用戶的五 路峰值檢測結(jié)果進行相對時延估計；所述相對方位測算器根據(jù)時延估計器提供的對應用戶 相對時延估計值和姿態(tài)校正器提供的姿態(tài)校正數(shù)據(jù)根據(jù)五元十字陣位置關系，計算對應用 戶的相對方位；所述絕對方位映射器根據(jù)相對方位測算器所提供的對應用戶的相對方位和 衛(wèi)星定位接收模塊所提供的絕對地理坐標，映射對應用戶的絕對方位坐標；所述姿態(tài)校正 器根據(jù)姿態(tài)儀數(shù)據(jù)產(chǎn)生姿態(tài)校正數(shù)據(jù)；所述的深度計獲得五元十字陣在水中的深度；所述 用戶消息發(fā)生器根據(jù)反饋用戶消息產(chǎn)生用戶反饋消息；所述消息調(diào)制模塊將用戶反饋消息 進行通信調(diào)制，產(chǎn)生用戶反饋信號；所述發(fā)射模塊將用戶反饋信號進行發(fā)射匹配和功率放 大后，通過收發(fā)共置換能器轉(zhuǎn)換成聲信號發(fā)送到水聲信道中。所述的姿態(tài)儀采集所述的五元十字陣相對水面接收船的姿態(tài)信息提供給所述的 姿態(tài)校正器。所述的衛(wèi)星定位接收模塊通過衛(wèi)星獲得所述的五元十字陣超短基線定位與導航 系統(tǒng)所在的絕對方位坐標信息。所述的顯示控制中心完成三項功能顯示用戶的絕對方位坐標，發(fā)送待檢測用戶 信息給混沌序列發(fā)生器，發(fā)送反饋用戶信息給用戶消息發(fā)生器。如信標系統(tǒng)用于蛙人時，則所述的控制模塊安裝于蛙人腰帶上，通過旋鈕設置信 標指令控制發(fā)射信標信號。如信標系統(tǒng)用于無人潛水器時，所述的控制模塊安裝于無人潛水器內(nèi)部，通過接 受無人潛水器指控系統(tǒng)內(nèi)部指揮控制指令設置信標指令控制發(fā)射信標信號。這種情況下整 個信標系統(tǒng)除信標用收發(fā)共置換能器外均可安裝在無人潛水器內(nèi)部。所述的信標系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)包括用戶標識器、混沌序列發(fā)生器、信標發(fā)生器、 發(fā)射模塊、接收模塊以及消息解調(diào)模塊，所述用戶標識器根據(jù)控制模塊設置指令將所述設 備唯一確定的用戶標識發(fā)送給混沌序列發(fā)生器；所述的混純序列發(fā)生器根據(jù)用戶標識產(chǎn)生 與之相對應的混沌序列；所述信標發(fā)生器根據(jù)混沌序列發(fā)生器產(chǎn)生的混沌序列產(chǎn)生混沌調(diào) 頻信號；所述發(fā)射模塊將所述的混沌調(diào)頻信號進行發(fā)射匹配和功率放大后，通過信標用收 發(fā)共置換能器轉(zhuǎn)換成聲信號發(fā)送到水聲信道中；所述接收模塊處理并檢測信標用收發(fā)共置 換能器所接收到的定位與導航系統(tǒng)反饋信號；所述消息解調(diào)模塊將接收模塊檢測到的定位 與導航系統(tǒng)反饋信號進行通信解調(diào)，將反饋消息發(fā)送給控制模塊提示蛙人。所述信標用收發(fā)共置換能器發(fā)射信標信號并接收定位與導航系統(tǒng)反饋信號。[0018]本實用新型技術(shù)方案中所述的線纜均指多芯屏蔽水密電纜，以下同。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點1、本實用新型利用混沌調(diào)頻調(diào)相擴頻信號進行精確定位與導航，因為混沌調(diào)頻調(diào) 相擴頻信號之間相互正交且可并發(fā)信號數(shù)目多，可以有效地減少多用戶同時進行定位與導 航時互干擾影響，可以有效地提高多用戶定位與導航的準確度和成功率。2、本實用新型所設計的便攜式水下定位設備可以與水聲通信設備結(jié)合一體，通過 通信反饋定位信息，能夠滿足多用戶同時精確定位與導航的交互要求。3、本實用新型的設備可以與現(xiàn)有蛙人裝備相結(jié)合，便于蛙人攜帶。4、本實用新型的設備也適于水下無人潛水器編隊使用。5、本實用新型的部分技術(shù)不僅適用于水聲超短基線定位系統(tǒng)，還適用于陸上超短 基線定位系統(tǒng)。


圖1是本實用新型的設備結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型中五元十字陣超短基線定位與導航系統(tǒng)框圖；圖3本實用新型中五元十字陣超短基線定位與導航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型中五元十字陣結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實用新型中信標系統(tǒng)框圖；圖6是本實用新型實施例1中信標系統(tǒng)應用結(jié)構(gòu)示意圖；圖7表示多用戶水下超短基線定位聲納的用戶信息反饋流程框圖；圖8是本實用新型實施例2中信標系統(tǒng)應用結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為使貴審查員及公眾能進一步了解本實用新型的特征及其有益 效果，特以實施例對本實用新型的具體實施方式
詳細描述如下實施例1 本實用新型的設備由五元十字陣超短基線定位與導航系統(tǒng)和可以與蛙人用便攜 式水聲通信聲納集成的信標系統(tǒng)兩部分組成，其結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。圖2是五元十字陣超短基線定位與導航系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖，圖3則是該五元十字陣 超短基線定位與導航系統(tǒng)實施例結(jié)構(gòu)示意圖，五元十字陣超短基線定位與導航系統(tǒng)由五元 十字陣、定位與導航系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)、姿態(tài)儀、衛(wèi)星定位接收模塊和顯示控制中心組 成。所述的五元十字陣、姿態(tài)儀分別通過線纜與定位與導航系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)相連；所述 的定位與導航系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)與姿態(tài)儀通過水密纜與顯示控制中心相連；衛(wèi)星定位接 收模塊通過屏蔽線纜與顯示控制中心相連。由一個收發(fā)共置換能器和四個接收換能器組成一個五元十字陣，接收各個用戶信 標系統(tǒng)所發(fā)出的信標信號，同時收發(fā)共置換能器將系統(tǒng)反饋信號發(fā)射給各個用戶。五元十 字陣結(jié)構(gòu)如圖4所示，其中收發(fā)共置換能器位于陣列中心，四個接收換能器分別位于以收 發(fā)共置換能器為幾何中心的正方形頂點，五個換能器通過空心支架固定，且其連接線纜通 過空心支架內(nèi)心導出并接入定位與導航系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)。定位與導航系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)由接收模塊、相關檢測器、副本生成器、混沌序列 發(fā)生器、同步發(fā)生器、用戶識別器、時延估計器、相對方位測算器、絕對方位映射器、姿態(tài)校 正器、深度計、發(fā)射模塊、消息調(diào)制模塊以及用戶消息發(fā)生器組成，這些組成部分被放置在 一個密封電子罐內(nèi)，如圖3中所示，通過線纜分別與五元十字陣、顯示控制中心相連。該密封電子罐能夠滿足水密要求，在水中可以承受1到IOMPa的水壓。所述接收模塊將五元十字 陣所采集的模擬信號進行濾波放大后轉(zhuǎn)換成五路數(shù)字信號，并傳送給相關檢測器；所述相 關檢測器根據(jù)副本生成器所產(chǎn)生的混沌調(diào)頻調(diào)相序列副本和同步發(fā)生器提供的同步時鐘， 進行副本相關、峰值檢測以及用戶歸類，將檢測結(jié)果分別發(fā)送至用戶識別器和時延估計器; 所述副本生成器根據(jù)由混沌序列發(fā)生器獲得的混沌序列產(chǎn)生混沌調(diào)頻調(diào)相序列副本；所述 混沌序列發(fā)生器根據(jù)顯示控制中心所提供的待檢測用戶信息根據(jù)混沌序列映射產(chǎn)生相應 的混沌序列；所述同步發(fā)生器產(chǎn)生同步時鐘提供給相關檢測器和時延估計器使用；所述用 戶識別器根據(jù)相關檢測器提供的檢測結(jié)果確定用戶信息，并將用戶信息發(fā)送給相對方位測 算器和絕對方位測算映射器；所述時延估計器根據(jù)相關檢測器提供的對應用戶的五路峰值 檢測結(jié)果進行相對時延估計；所述相對方位測算器根據(jù)時延估計器提供的對應用戶相對時 延估計值和姿態(tài)校正器提供的姿態(tài)校正數(shù)據(jù)根據(jù)五元十字陣位置關系，計算對應用戶的相 對方位；所述絕對方位映射器根據(jù)相對方位測算器所提供的對應用戶的相對方位和衛(wèi)星定 位接收模塊所提供的絕對地理坐標，映射對應用戶的絕對方位坐標；所述姿態(tài)校正器根據(jù) 姿態(tài)儀數(shù)據(jù)產(chǎn)生姿態(tài)校正數(shù)據(jù)；所述的姿態(tài)儀采集所述的五元十字陣相對水面接收船的姿 態(tài)信息提供給所述的姿態(tài)校正器；所述的衛(wèi)星定位接收模塊通過衛(wèi)星獲得所述的五元十字 陣超短基線定位與導航系統(tǒng)所在的絕對方位坐標信息。所述的深度計獲得五元十字陣在水 中的深度；所述用戶消息發(fā)生器根據(jù)反饋用戶消息產(chǎn)生用戶反饋消息；所述消息調(diào)制模塊 將用戶反饋消息進行通信調(diào)制，產(chǎn)生用戶反饋信號；所述發(fā)射模塊將用戶反饋信號進行發(fā) 射匹配和功率放大后，通過收發(fā)共置換能器轉(zhuǎn)換成聲信號發(fā)送到水聲信道中。所述的顯示 控制中心完成三項功能顯示用戶的絕對方位坐標，發(fā)送待檢測用戶信息給混沌序列發(fā)生 器，發(fā)送反饋用戶信息給用戶消息發(fā)生器。顯示控制中心可以采用標準顯控平臺、工控機、 服務器等計算機設備。圖5是本發(fā)明中信標系統(tǒng)框圖。圖6則是該信標系統(tǒng)實施例結(jié)構(gòu)示意圖，該信標 系統(tǒng)可以與蛙人用便攜式水聲通信聲納集成，其由控制模塊、信標系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)以 及信標用收發(fā)共置換能器組成，所述的控制模塊通過線纜與所述的信標系統(tǒng)密封電子分系 統(tǒng)相連，所述的信標用收發(fā)共置換能器與信標系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)相連。圖6中控制模塊安裝于蛙人腰帶上，通過旋鈕設置信標指令控制發(fā)射信標信號。信標系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)包括用戶標識器、混沌序列發(fā)生器、信標發(fā)生器、發(fā)射模 塊、接收模塊以及消息解調(diào)模塊，這些組成部分被放置在一個圓柱狀細長水密罐內(nèi)，通過線 纜分別與控制模塊、信標用收發(fā)共置換能器相連，如圖6中所示，該圓柱狀細長水密罐滿足 水密要求，在水中可以承受1到IOMPa的水壓。所述用戶標識器根據(jù)控制模塊設置指令將 所述設備唯一確定的用戶標識發(fā)送給混沌序列發(fā)生器；所述的混沌序列發(fā)生器根據(jù)用戶標 識產(chǎn)生與之相對應的混沌序列；所述信標發(fā)生器根據(jù)混沌序列發(fā)生器產(chǎn)生的混沌序列產(chǎn)生 混沌調(diào)頻信號；所述發(fā)射模塊將所述的混沌調(diào)頻信號進行發(fā)射匹配和功率放大后，通過信 標用收發(fā)共置換能器轉(zhuǎn)換成聲信號發(fā)送到水聲信道中；所述接收模塊處理并檢測信標用收 發(fā)共置換能器所接收到的定位與導航系統(tǒng)反饋信號；所述消息解調(diào)模塊將接收模塊檢測到 的定位與導航系統(tǒng)反饋信號進行通信解調(diào)，將反饋消息發(fā)送給控制模塊提示蛙人。所述信 標用收發(fā)共置換能器發(fā)射信標信號并接收定位與導航系統(tǒng)反饋信號。顯示控制中心根據(jù)五元十字陣超短基線定位與導航系統(tǒng)和對應用戶的絕對方位坐標換算兩者之間的距離與方位信息，并將信息與用戶標識信息編制成數(shù)據(jù)包，并調(diào)制成 對應用戶信標系統(tǒng)可接收的通信信號，發(fā)送反饋給對應用戶信標系統(tǒng)；對應用戶信標系統(tǒng) 通過通信解調(diào)獲取反饋信息，輔助蛙人確認自己的位置，整個過程如圖7所示。實施例2 本實施例提供的是信標系統(tǒng)用于輔助無人潛水器的水下超短基線定位聲納設備 中，該信標系統(tǒng)除信標用收發(fā)共置換能器外均安裝在無人潛水器內(nèi)部，通過接受無人潛水 器指控系統(tǒng)內(nèi)部指揮控制指令設置信標指令控制發(fā)射信標信號，其應用結(jié)構(gòu)如圖8所示， 所提供的五元十字陣超短基線定位與導航系統(tǒng)與實施例1相同。信標系統(tǒng)由控制模塊、信標系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)與信標用收發(fā)共置換能器組成。 所述的控制模塊通過線纜與所述的信標系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)相連，所述的信標用收發(fā)共置 換能器與信標系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)相連，信標系統(tǒng)框圖如圖5所示。信標系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)包括用戶標識器、混沌序列發(fā)生器、信標發(fā)生器、發(fā)射模 塊、接收模塊以及消息解調(diào)模塊，這些組成部分被放置在一個圓柱狀細長水密罐內(nèi)，通過線 纜分別與信標系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)、信標用收發(fā)共置換能器相連。該圓柱狀細長水密罐應 滿足水密要求，在水中可以承受1到IOMPa的水壓。與實施例1不同之處在于所述控制模 塊連同放置有信標系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)的圓柱狀細長水密罐均安裝于無人潛水器內(nèi)部，通 過接受無人潛水器指控系統(tǒng)內(nèi)部指揮控制指令設置信標指令控制發(fā)射信標信號。其它組成 部分結(jié)構(gòu)與功能與實施例1相同。顯示控制中心根據(jù)五元十字陣超短基線定位與導航系統(tǒng)和對應用戶的絕對方位 坐標換算兩者之間的距離與方位信息，并將信息與用戶標識信息編制成數(shù)據(jù)包，并調(diào)制成 對應用戶信標系統(tǒng)可接收的通信信號，發(fā)送反饋給對應用戶信標系統(tǒng)；對應用戶信標系統(tǒng) 通過通信解調(diào)獲取反饋信息，并發(fā)送至無人潛水器指控系統(tǒng)，輔助無人潛水器確認自己的 位置，整個過程如圖7所示。最后所應說明的是，以上僅用以說明本實用新型理論原理和技術(shù)方案而非限制。 本領域的普通技術(shù)人員應當理解，對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，都不 脫離本實用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當中。
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權(quán)利要求1.一種多用戶水下超短基線定位設備，其特征在于所述設備包括五元十字陣超短基 線定位與導航系統(tǒng)和信標系統(tǒng)兩部分，其中所述的五元十字陣超短基線定位與導航系統(tǒng)包括五元十字陣、定位與導航系統(tǒng)密封電 子分系統(tǒng)、姿態(tài)儀、衛(wèi)星定位接收模塊和顯示控制中心，所述的五元十字陣、姿態(tài)儀分別通 過線纜與定位與導航系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)相連；所述的定位與導航系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)與 姿態(tài)儀通過水密纜與顯示控制中心相連；衛(wèi)星定位接收模塊通過屏蔽線纜與顯示控制中心 相連，所述的信標系統(tǒng)包括控制模塊、信標系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)以及信標用收發(fā)共置換能 器，所述的控制模塊通過線纜與所述的信標系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)相連，所述的信標用收發(fā) 共置換能器與信標系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用戶水下超短基線定位設備，其特征在于所述的五元十 字陣包括一個收發(fā)共置換能器、四個接收換能器，其中收發(fā)共置換能器位于陣列中心，四個 接收換能器分別位于以收發(fā)共置換能器為幾何中心的正方形頂點，該五元十字陣通過線纜 與所述的定位與導航系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多用戶水下超短基線定位設備，其特征在于所述的收發(fā)共 置換能器和接收換能器通過空心支架固定，且其連接線纜通過支架內(nèi)心導出并接入定位與 導航系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用戶水下超短基線定位設備，其特征在于所述的定位與 導航系統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)包括接收模塊、相關檢測器、副本生成器、混沌序列發(fā)生器、同步 發(fā)生器、用戶識別器、時延估計器、相對方位測算器、絕對方位映射器、姿態(tài)校正器、深度計、 發(fā)射模塊、消息調(diào)制模塊以及用戶消息發(fā)生器；所述接收模塊將五元十字陣所采集的模擬 信號進行濾波放大后轉(zhuǎn)換成五路數(shù)字信號，并傳送給相關檢測器；所述相關檢測器根據(jù)副 本生成器所產(chǎn)生的混沌調(diào)頻調(diào)相序列副本和同步發(fā)生器提供的同步時鐘，進行副本相關、 峰值檢測以及用戶歸類，將檢測結(jié)果分別發(fā)送至用戶識別器和時延估計器；所述副本生成 器根據(jù)由混沌序列發(fā)生器獲得的混沌序列產(chǎn)生混沌調(diào)頻調(diào)相序列副本；所述混沌序列發(fā)生 器根據(jù)顯示控制中心所提供的待檢測用戶信息根據(jù)混沌序列映射產(chǎn)生相應的混沌序列；所 述同步發(fā)生器產(chǎn)生同步時鐘提供給相關檢測器和時延估計器使用；所述用戶識別器根據(jù)相 關檢測器提供的檢測結(jié)果確定用戶信息，并將用戶信息發(fā)送給相對方位測算器和絕對方位 測算映射器；所述時延估計器根據(jù)相關檢測器提供的對應用戶的五路峰值檢測結(jié)果進行相 對時延估計；所述相對方位測算器根據(jù)時延估計器提供的對應用戶相對時延估計值和姿態(tài) 校正器提供的姿態(tài)校正數(shù)據(jù)根據(jù)五元十字陣位置關系，計算對應用戶的相對方位；所述絕 對方位映射器根據(jù)相對方位測算器所提供的對應用戶的相對方位和衛(wèi)星定位接收模塊所 提供的絕對地理坐標，映射對應用戶的絕對方位坐標；所述姿態(tài)校正器根據(jù)姿態(tài)儀數(shù)據(jù)產(chǎn) 生姿態(tài)校正數(shù)據(jù)；所述的深度計獲得五元十字陣在水中的深度；所述用戶消息發(fā)生器根據(jù) 反饋用戶消息產(chǎn)生用戶反饋消息；所述消息調(diào)制模塊將用戶反饋消息進行通信調(diào)制，產(chǎn)生 用戶反饋信號；所述發(fā)射模塊將用戶反饋信號進行發(fā)射匹配和功率放大后，通過收發(fā)共 置換能器轉(zhuǎn)換成聲信號發(fā)送到水聲信道中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用戶水下超短基線定位設備，其特征在于所述的信標系 統(tǒng)密封電子分系統(tǒng)包括用戶標識器、混沌序列發(fā)生器、信標發(fā)生器、發(fā)射模塊、接收模塊以及消息解調(diào)模塊，所述用戶標識器根據(jù)控制模塊設置指令將所述設備唯一確定的用戶標識 發(fā)送給混沌序列發(fā)生器；所述的混沌序列發(fā)生器根據(jù)用戶標識產(chǎn)生與之相對應的混沌序 列；所述信標發(fā)生器根據(jù)混沌序列發(fā)生器產(chǎn)生的混沌序列產(chǎn)生混沌調(diào)頻信號；所述發(fā)射模 塊將所述的混沌調(diào)頻信號進行發(fā)射匹配和功率放大后，通過信標用收發(fā)共置換能器轉(zhuǎn)換成 聲信號發(fā)送到水聲信道中；所述接收模塊處理并檢測信標用收發(fā)共置換能器所接收到的定 位與導航系統(tǒng)反饋信號；所述消息解調(diào)模塊將接收模塊檢測到的定位與導航系統(tǒng)反饋信號 進行通信解調(diào)，將反饋消息發(fā)送給控制模塊提示蛙人。
專利摘要本實用新型公開了一種多用戶水下超短基線定位設備，其特征在于所述設備包括五元十字陣超短基線定位與導航系統(tǒng)和信標系統(tǒng)兩部分。本實用新型利用混沌調(diào)頻調(diào)相擴頻信號進行精確定位與導航，可以有效地減少多用戶同時進行定位與導航時互干擾影響，可以有效地提高多用戶定位與導航的準確度和成功率；與水聲通信設備結(jié)合一體，通過通信反饋定位信息，能夠滿足多用戶同時精確定位與導航的交互要求；與現(xiàn)有蛙人裝備相結(jié)合，便于蛙人攜帶；也適用于水下無人潛水器編隊使用。本實用新型的部分技術(shù)不僅適用于水聲超短基線定位系統(tǒng)，還適用于陸上超短基線定位系統(tǒng)。
文檔編號G01S19/48GK201876548SQ201020556268
公開日2011年6月22日 申請日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者李宇, 王靜, 黃海寧 申請人:蘇州桑泰海洋儀器研發(fā)有限責任公司