本發(fā)明涉及載人潛水器超短基線定位系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種適用于載人潛水器超短基線定位系統(tǒng)應(yīng)急對鐘方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

當(dāng)超短基線定位系統(tǒng)用于對潛水器進行水下定位時，它工作在同步觸發(fā)模式。水面支持母船和潛水器上都安裝了高精度的同步時鐘，每次下潛作業(yè)前，都要對兩同步時鐘進行對鐘，以保證在整個下潛任務(wù)期間觸發(fā)時刻嚴格一致。

然而，由于載人艙內(nèi)空間非常狹小，而且同步時鐘的觸發(fā)按鈕裸露在外面，一定程度上增加了同步時鐘誤觸發(fā)的風(fēng)險。一旦下潛人員不小心碰觸了同步時鐘觸發(fā)按鈕，則潛水器同步時鐘的觸發(fā)時刻重新開始，導(dǎo)致水面支持母船和潛水器上的兩同步時鐘的觸發(fā)時刻不再一致，即兩同步時鐘存在時延差，使得超短基線定位系統(tǒng)無法對潛水器進行正確定位，從而無法確保潛水器的水下作業(yè)的安全性。

因此，一旦發(fā)生兩同步時鐘不同步導(dǎo)致超短基線定位系統(tǒng)無法正常工作時，必須第一時間估計出兩同步時鐘的時延差，并采取相應(yīng)的補償措施。然而，在潛水器下潛作業(yè)過程中，因同步時鐘誤觸發(fā)導(dǎo)致超短基線定位系統(tǒng)無法正常工作，需要估計兩同步時鐘時延差的問題，不同于一般意義上的時延估計。因此急需一種超短基線定位系統(tǒng)應(yīng)急對鐘方法及系統(tǒng)來解決這一技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種超短基線定位系統(tǒng)應(yīng)急對鐘方法，可準確確定潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差并進行補償。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種超短基線定位系統(tǒng)應(yīng)急對鐘方法，所述超短基線定位系統(tǒng)應(yīng)急對鐘方法包括：

獲取超短基線定位系統(tǒng)的測量深度、超短基線定位系統(tǒng)的測量水平距離及潛水器的真實深度；

根據(jù)所述超短基線定位系統(tǒng)的測量深度、超短基線定位系統(tǒng)的測量水平距離及潛水器的真實深度確定超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距及潛水器距離水面支持母船的真實斜距；

根據(jù)所述超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距及潛水器距離水面支持母船的真實斜距確定潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差；

通過信號源對水面支持母船的同步時鐘輸出同步信號進行延遲處理，以補償潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的所述時延差。

可選的，所述確定超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距及潛水器距離水面支持母船的真實斜距，具體包括：基于由超短基線定位系統(tǒng)的測量深度、超短基線定位系統(tǒng)的測量水平距離及超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距形成的第一直角三角形，確定所述超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距rusbl：

其中，husbl為超短基線定位系統(tǒng)的測量深度，lusbl為超短基線定位系統(tǒng)的測量水平距離；

基于由潛水器的真實深度、潛水器距離水面支持母船的真實水平距離及潛水器距離水面支持母船的真實斜距形成第二直角三角形，且所述第一直角三角形與第二直角三角形相似，確定所述潛水器距離水面支持母船的真實斜距rreal：

其中，hreal為潛水器的真實深度，lreal為潛水器距離水面支持母船的真實水平距離。

可選的，所述確定潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差，具體包括：

根據(jù)所述超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距rusbl確定超短基線定位系統(tǒng)中使用的傳播時間tusbl：

其中，c表示聲速；

根據(jù)所述潛水器距離水面支持母船的真實斜距rreal確定聲波由潛水器上的聲學(xué)信標傳播至水面支持母船上的超短基線定位系統(tǒng)換能器陣的真實傳播時間treal：

根據(jù)所述超短基線定位系統(tǒng)中使用的傳播時間tusbl及聲波由潛水器上的聲學(xué)信標傳播至水面支持母船上的超短基線定位系統(tǒng)換能器陣的真實傳播時間treal確定潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差δt：

δt＝tusbl-treal。

可選的，所述聲速c取值為1500m/s。

可選的，所述獲取潛水器的真實深度具體包括：通過高精度深度計測量得到所述潛水器的真實深度，并通過數(shù)字水聲通信機上傳至水面支持母船，從所述水面支持母船中獲取潛水器的真實深度的數(shù)值。

可選的，所述數(shù)字水聲通信機在潛水器升沉速度為0時上傳所述潛水器的真實深度。

可選的，所述超短基線定位系統(tǒng)應(yīng)急對鐘方法還包括：

根據(jù)所述超短基線定位系統(tǒng)的測量深度與潛水器的真實深度之間的差值，通過所述信號源上的調(diào)整所述差值的旋轉(zhuǎn)鈕，對潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差進行精調(diào)。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

本發(fā)明超短基線定位系統(tǒng)應(yīng)急對鐘方法在潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間存在時延差時，通過超短基線定位系統(tǒng)的測量深度、超短基線定位系統(tǒng)的測量水平距離及潛水器的真實深度確定超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距及潛水器距離水面支持母船的真實斜距，進而可根據(jù)超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距及潛水器距離水面支持母船的真實斜距準確確定潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差，并通過在現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上需要增加一臺信號源對水面支持母船的同步時鐘輸出同步信號進行延遲處理，補償潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差，確保超短基線定位系統(tǒng)的正常工作，實現(xiàn)對潛水器的精確定位。

本發(fā)明的目的是提供一種超短基線定位系統(tǒng)應(yīng)急對鐘系統(tǒng)，可準確確定潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差并進行補償。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種超短基線定位系統(tǒng)應(yīng)急對鐘系統(tǒng)，所述超短基線定位系統(tǒng)應(yīng)急對鐘系統(tǒng)包括：

獲取單元，用于獲取超短基線定位系統(tǒng)的測量深度、超短基線定位系統(tǒng)的測量水平距離及潛水器的真實深度；

斜距確定單元，用于根據(jù)所述超短基線定位系統(tǒng)的測量深度、超短基線定位系統(tǒng)的測量水平距離及潛水器的真實深度確定超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距及潛水器距離水面支持母船的真實斜距；

時延差確定單元，用于根據(jù)所述超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距及潛水器距離水面支持母船的真實斜距確定潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差；

時延補償單元，用于通過信號源對水面支持母船的同步時鐘輸出同步信號進行延遲處理，以補償潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的所述時延差。

可選的，所述斜距確定單元包括：

第一斜距確定模塊，基于由超短基線定位系統(tǒng)的測量深度、超短基線定位系統(tǒng)的測量水平距離及超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距形成的第一直角三角形，確定所述超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距rusbl：

其中，husbl為超短基線定位系統(tǒng)的測量深度，lusbl為超短基線定位系統(tǒng)的測量水平距離；

第二斜距確定模塊，基于由潛水器的真實深度、潛水器距離水面支持母船的真實水平距離及潛水器距離水面支持母船的真實斜距形成第二直角三角形，且所述第一直角三角形與第二直角三角形相似，確定所述潛水器距離水面支持母船的真實斜距rreal：

其中，hreal為潛水器的真實深度，lreal為潛水器距離水面支持母船的真實水平距離。

可選的，所述時延差確定單元包括：

第一時刻確定模塊，用于根據(jù)所述超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距rusbl確定超短基線定位系統(tǒng)中使用的傳播時間tusbl：

其中，c表示聲速；

第二時刻確定模塊，用于根據(jù)所述潛水器的定位斜距rreal確定聲波由潛水器上的聲學(xué)信標傳播至水面支持母船上的超短基線定位系統(tǒng)換能器陣的真實傳播時間treal：

時延差確定模塊，用于根據(jù)所述超短基線定位系統(tǒng)中使用的傳播時間tusbl及聲波由潛水器上的聲學(xué)信標傳播至水面支持母船上的超短基線定位系統(tǒng)換能器陣的真實傳播時間treal確定潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差δt：

δt＝tusbl-treal。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

本發(fā)明超短基線定位系統(tǒng)應(yīng)急對鐘系統(tǒng)通過設(shè)置獲取單元、斜距確定單元及時延差確定單元，在潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘存在時延差時，通過超短基線定位系統(tǒng)的測量深度、超短基線定位系統(tǒng)的測量水平距離及潛水器的真實深度確定超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距及潛水器距離水面支持母船的真實斜距，進而可根據(jù)超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距及潛水器距離水面支持母船的真實斜距準確確定潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差，并通過在現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上需要增加一臺信號源對水面支持母船的同步時鐘輸出同步信號進行延遲處理，補償潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差，從而超短基線定位系統(tǒng)的正常工作，實現(xiàn)對潛水器的精確定位。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例超短基線定位系統(tǒng)應(yīng)急對鐘方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例中第一直角三角形與第二直角三角形的相似圖；

圖3為本發(fā)明實施例中某潛次應(yīng)急對鐘前后超短基線定位系統(tǒng)的定位結(jié)果對比圖；

圖4為本發(fā)明實施例中某潛次應(yīng)急對鐘前后超短基線定位系統(tǒng)的定位深度與深度計測量深度的對比；

圖5為本發(fā)明實施例超短基線定位系統(tǒng)應(yīng)急對鐘系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

符號說明：

獲取單元—1，斜距確定單元—2，第一斜距確定模塊—21，第二斜距確定模塊—22，時延差確定單元—3，第一時刻確定模塊—31，第二時刻確定模塊—32，時延差確定模塊—33，時延補償單元—4，時延粗調(diào)模塊—41，延精調(diào)模塊—42。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種超短基線定位系統(tǒng)應(yīng)急對鐘方法，在潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間存在時延差時，通過超短基線定位系統(tǒng)的測量深度、超短基線定位系統(tǒng)的測量水平距離及潛水器的真實深度確定超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距及潛水器距離水面支持母船的真實斜距，進而可根據(jù)超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距及潛水器距離水面支持母船的真實斜距準確確定潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差，并通過在現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上需要增加一臺信號源對水面支持母船的同步時鐘輸出同步信號進行延遲處理，補償潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差，從而確保超短基線定位系統(tǒng)的正常工作，實現(xiàn)對潛水器的精確定位。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

如圖1所示，本發(fā)明一種超短基線定位系統(tǒng)應(yīng)急對鐘方法包括：

步驟100：獲取超短基線定位系統(tǒng)的測量深度、超短基線定位系統(tǒng)的測量水平距離及潛水器的真實深度；

步驟200：根據(jù)所述超短基線定位系統(tǒng)的測量深度、超短基線定位系統(tǒng)的測量水平距離及潛水器的真實深度確定超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距及潛水器距離水面支持母船的真實斜距；

步驟300：根據(jù)所述超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距及潛水器距離水面支持母船的真實斜距確定潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差；

步驟400：通過信號源對水面支持母船的同步時鐘輸出同步信號進行延遲處理，以補償潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的所述時延差。

其中，在步驟100中，所述獲取潛水器的深度具體包括：通過高精度深度計測量得到所述潛水器的真實深度，并通過數(shù)字水聲通信機上傳至水面支持母船，從所述水面支持母船中獲取潛水器的真實深度的數(shù)值。優(yōu)選的，所述數(shù)字水聲通信機在潛水器升沉速度為0時上傳所述潛水器的真實深度，這樣可以避免由于數(shù)字水聲通信延時造成上傳潛水器真實深度值的延遲，從而提高兩同步時鐘時延差的計算精確度。

如圖2所示(a點表示水面支持母船、b表示潛水器的真實位置、c表示超短基線定位系統(tǒng)測量的潛水器位置)，在步驟200中，所述確定超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距及潛水器距離水面支持母船的真實斜距，具體包括：

基于由超短基線定位系統(tǒng)的測量深度、超短基線定位系統(tǒng)的測量水平距離及超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距形成的第一直角三角形，確定所述超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距rusbl：

其中，husbl為超短基線定位系統(tǒng)的測量深度，lusbl為超短基線定位系統(tǒng)的測量水平距離。

基于由潛水器的真實深度、潛水器距離水面支持母船的真實水平距離及潛水器距離水面支持母船的真實斜距形成第二直角三角形。潛水器的同步時鐘和水面支持母船的同步時鐘之間時延差估計的基本原理是：當(dāng)兩同步時鐘存在時延差時，超短基線定位系統(tǒng)的時延估計是錯誤的(存在固定偏差)，而角度估計是正確的，則所述第一直角三角形與第二直角三角形相似，確定所述潛水器距離水面支持母船的真實斜距rreal：

其中，hreal為潛水器的真實深度，lreal為潛水器距離水面支持母船的真實水平距離。

在步驟300中，所述確定潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差，具體包括：

根據(jù)所述超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距rusbl確定超短基線定位系統(tǒng)中使用的傳播時間tusbl：

其中，c表示聲速。在本實施例中，所述聲速c取值為1500m/s。

根據(jù)所述潛水器的定位斜距rreal確定聲波由潛水器上的聲學(xué)信標傳播至水面支持母船上的超短基線定位系統(tǒng)換能器陣的真實傳播時間treal：

根據(jù)所述超短基線定位系統(tǒng)中使用的傳播時間tusbl及聲波由潛水器上的聲學(xué)信標傳播至水面支持母船上的超短基線定位系統(tǒng)換能器陣的真實傳播時間treal確定潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差δt：

δt＝tusbl-treal---------公式(5)。

下面以一具體實施例為例進行說明。在當(dāng)?shù)貢r間下午14：00左右，超短基線定位系統(tǒng)結(jié)果嚴重偏離真實情況。經(jīng)初步判斷，是由于兩同步時鐘同步出來故障。后經(jīng)查看艙內(nèi)視頻和水聲通信計記錄，確定艙內(nèi)同步時鐘被無意中碰到，而發(fā)生了偏移。

通過高精度深度計測量得到所述潛水器的真實深度，為了更好的估計兩同步時鐘時延差，在潛水器升沉速度為0時上傳所述潛水器真實深度數(shù)據(jù)至水面支持母船，這樣可以避免由于數(shù)字水聲通信延時造成上傳潛水器真實深度值的延遲。

獲取的數(shù)據(jù)分別為：超短基線定位系統(tǒng)的測量深度husbl＝8643m、超短基線定位系統(tǒng)的測量水平距離lusbl＝4918m、潛水器的真實深度hreal＝2691m；將上述三個已知量帶入公式(1)至公式(5)，可以得到：超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距rusbl＝9944.3m、潛水器距離水面支持母船的真實水平距離lreal＝1531.2m、潛水器距離水面支持母船的真實斜距rreal＝3096.1m、超短基線定位系統(tǒng)中使用的傳播時間tusbl＝6.6295s、聲波由潛水器上的聲學(xué)信標傳播至水面支持母船上的超短基線定位系統(tǒng)換能器陣的真實傳播時間treal＝2.0641s、潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差δt＝4.5654s。

在步驟400中，所述通過信號源對水面支持母船的同步時鐘輸出同步信號進行延遲處理，以補償潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的所述時延差，具體包括：

將用于外觸發(fā)的信號通過同軸電纜連接到位于信號源面板后面的exttrig/gate/fsk/burst同步接口上；選擇所需輸出信號通道。其中，根據(jù)信號源確定對應(yīng)的通道，在本實施例中，選擇第一通道。

所述第一通道輸出的信號為脈沖信號，其具體參數(shù)為：頻率：1hz、幅度：5vpp、脈寬：10ms、output:選擇on。

正常不需要應(yīng)急對鐘的情況下，有一根同軸電纜(兩端bnc頭)，其兩端分別連接水面同步時鐘和超短基線定位系統(tǒng)的同步時鐘，這樣同步信號就可以由同步時鐘發(fā)送給超短基線定位系統(tǒng)。

在應(yīng)急對鐘時，將超短基線定位系統(tǒng)一端的同軸電纜拔下，插到信號源面板后面的同步接口上；另外需要一根同軸電纜，分別連接信號源前面板的通道和超短基線定位系統(tǒng)。

觸發(fā)的設(shè)置：首先按burst鍵，然后選擇on；按trigger按鈕，然后在面板將source選擇成ext；最后選擇需要的延時：按面板的triggersetup>delay設(shè)置成需要的時延；然后按下done鍵完成，時延可以通過此處根據(jù)需要調(diào)整。在本實施例中，需要的時延設(shè)置為4.5654s，

此外，本發(fā)明超短基線定位系統(tǒng)應(yīng)急對鐘方法還包括：根據(jù)所述超短基線定位系統(tǒng)的測量深度與潛水器的真實深度之間的差值，通過所述信號源上的調(diào)整所述差值的旋轉(zhuǎn)鈕，對潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差進行精調(diào)。

例如，可通過人為觀察超短基線定位系統(tǒng)的測量深度與潛水器的真實深度之間的差值，手動旋轉(zhuǎn)所述外接的信號源上的旋轉(zhuǎn)鈕對潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差進行精調(diào)。

具體的精細調(diào)節(jié)步驟包括：通過信號源面板上的旋轉(zhuǎn)鈕增大或減小delay中的數(shù)值(即δt)。至于是通過旋轉(zhuǎn)鈕增大還是減小delay中的數(shù)值，則是通過比較超短基線定位系統(tǒng)的測量深度husbl和潛水器的真實深度hreal之間的差值。如果增大delay中的數(shù)值，兩深度差也增大，那么應(yīng)減小delay中的值，反之亦然。這樣通過信號源面板上的旋轉(zhuǎn)鈕緩慢調(diào)節(jié)delay中的數(shù)值，直到兩者盡可能接近，從而實現(xiàn)對潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差進行精調(diào)。在本實施例中，直到調(diào)至兩深度差小于1m即可。

圖3為本發(fā)明實施例中某潛次應(yīng)急對鐘前后超短基線定位系統(tǒng)的定位結(jié)果對比圖；定位結(jié)果分為三部分：本地時間14：06之前同步時鐘無偏差時的定位結(jié)果、本地時間14：06～14：40同步時鐘存在偏差時的定位結(jié)果、本地時間14：40之后同步時鐘應(yīng)急對鐘后的定位結(jié)果。由圖可見，同步時鐘存在偏差時，超短基線定位系統(tǒng)的定位結(jié)果在水平面內(nèi)存在很大偏差，明顯偏離潛水器軌跡；同步時鐘應(yīng)急對鐘后，超短基線定位系統(tǒng)的定位結(jié)果與同步時鐘無偏差時保持了較好的一致性。

圖4為本發(fā)明實施例中某潛次應(yīng)急對鐘前后超短基線定位系統(tǒng)的定位深度與深度計測量深度的對比；圖中對同步時鐘存在偏差前后的深度結(jié)果進行了局部放大，其中散點表示超短基線定位系統(tǒng)的定位深度，實線表示深度計測量深度。由圖可見，同步時鐘存在偏差時，超短基線定位系統(tǒng)的定位深度在8000～10000米之間，嚴重偏離深度計測量值；局部放大圖清晰表明了時延差補償?shù)膬蓚€環(huán)節(jié)，即時延粗調(diào)和時延精調(diào)：(1)時延粗調(diào)時(14：40～14：52)，超短基線定位系統(tǒng)的定位深度與深度計測量值相差50米左右；(2)時延精調(diào)時(14：52以后)，超短基線定位系統(tǒng)的定位深度與深度計測量值相差幾米，與同步時鐘無偏差時基本一致。

此外，本發(fā)明還提供一種所述超短基線定位系統(tǒng)應(yīng)急對鐘系統(tǒng)，可準確確定信號源延時差。具體的，如圖5所示，本發(fā)明所述超短基線定位系統(tǒng)應(yīng)急對鐘系統(tǒng)包括獲取單元1、斜距確定單元2、時延差確定單元3及時延補償單元4。其中，所述獲取單元1用于獲取超短基線定位系統(tǒng)的測量深度、超短基線定位系統(tǒng)的測量水平距離及潛水器的真實深度；所述斜距確定單元2與所述獲取單元1連接，用于根據(jù)所述超短基線定位系統(tǒng)的測量深度、超短基線定位系統(tǒng)的測量水平距離及潛水器的真實深度確定超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距及潛水器距離水面支持母船的真實斜距；所述時延差確定單元3與所述斜距確定單元2連接，用于根據(jù)所述超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距及潛水器距離水面支持母船的真實斜距確定潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差；所述時延補償單元4與所述時延差確定單元3連接，用于通過信號源對水面支持母船的同步時鐘輸出同步信號進行延遲處理，以補償潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的所述時延差。

具體的，所述斜距確定單元2包括第一斜距確定模塊21及第二斜距確定模塊22。

所述第一斜距確定模塊21與所述獲取單元1連接，基于由超短基線定位系統(tǒng)的測量深度、超短基線定位系統(tǒng)的測量水平距離及超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距形成的第一直角三角形，確定所述超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距rusbl：

其中，husbl為超短基線定位系統(tǒng)的深度，lusbl為超短基線定位系統(tǒng)的水平距離。

所述第二斜距確定模塊22分別與所述獲取單元1及第一斜距確定模塊21連接，基于由潛水器的真實深度、潛水器距離水面支持母船的真實水平距離及潛水器距離水面支持母船的真實斜距形成第二直角三角形。潛水器的同步時鐘和水面支持母船的同步時鐘之間時延差估計的基本原理是：當(dāng)兩同步時鐘存在時延差時，超短基線定位系統(tǒng)的時延估計是錯誤的(存在固定偏差)，而角度估計是正確的，則所述第一直角三角形與第二直角三角形相似，確定所述潛水器距離水面支持母船的真實斜距rreal：

其中，hreal為潛水器的真實深度，lreal為潛水器距離水面支持母船的真實水平距離。

所述時延差確定單元3包括第一時刻確定模塊31、第二時刻確定模塊32及時延差確定模塊33。

其中，所述第一時刻確定模塊31與所述第一斜距確定模塊21連接，用于根據(jù)所述超短基線定位系統(tǒng)的定位斜距rusbl確定超短基線定位系統(tǒng)中使用的傳播時間tusbl：

其中，c表示聲速。

所述第二時刻確定模塊32與所述第二斜距確定模塊22連接，用于根據(jù)所述潛水器的定位斜距rreal確定聲波由潛水器上的聲學(xué)信標傳播至水面支持母船上的超短基線定位系統(tǒng)換能器陣的真實傳播時間treal：

所述時延差確定模塊33分別與所述第一時刻確定模塊31和第二時刻確定模塊32連接，用于根據(jù)所述超短基線定位系統(tǒng)中使用的傳播時間tusbl及聲波由潛水器上的聲學(xué)信標傳播至水面支持母船上的超短基線定位系統(tǒng)換能器陣的真實傳播時間treal確定潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差δt：

δt＝tusbl-treal。

其中，所述時延補償單元4包括所述時延粗調(diào)模塊41，通過信號源對水面支持母船的同步時鐘輸出同步信號進行延遲處理，以補償潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的所述時延差，具體為：

通過外觸發(fā)的信號通過同軸電纜連接到位于信號源面板后面的exttrig/gate/fsk/burst同步接口上；選擇所需輸出信號通道。其中，根據(jù)信號源確定對應(yīng)的通道，在本實施例中，選擇第一通道。

所述第一通道輸出的信號為脈沖信號，其具體參數(shù)為：頻率：1hz、幅度：5vpp、脈寬：10ms、output:選擇on。

正常不需要應(yīng)急對鐘的情況下，有一根同軸電纜(兩端bnc頭)，其兩端分別連接水面同步時鐘和超短基線定位系統(tǒng)的同步時鐘，這樣同步信號就可以由同步時鐘發(fā)送給超短基線定位系統(tǒng)。

在應(yīng)急對鐘時，將超短基線定位系統(tǒng)一端的同軸電纜拔下，插到信號源面板后面的同步接口上；另外需要一根同軸電纜，分別連接信號源前面板的通道和超短基線定位系統(tǒng)。

觸發(fā)的設(shè)置：首先按burst鍵，然后選擇on；按trigger按鈕，然后在面板將source選擇成ext；最后選擇需要的延時：按面板的triggersetup>delay設(shè)置成需要的時延；然后按下done鍵完成，時延可以通過此處根據(jù)需要調(diào)整。在本實施例中，需要的時延設(shè)置為4.5654s，

此外，本發(fā)明超短基線定位系統(tǒng)應(yīng)急對鐘系統(tǒng)還包括時延精調(diào)模塊42，所述時延精調(diào)模塊42與所述時延粗調(diào)模塊41連接，根據(jù)所述超短基線定位系統(tǒng)的測量深度與潛水器的真實深度之間的差值，通過所述信號源上的調(diào)整所述差值的旋轉(zhuǎn)鈕，對潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差進行精調(diào)。

具體的，通過信號源面板上的旋轉(zhuǎn)鈕增大或減小delay中的數(shù)值(即δt)。至于是通過旋轉(zhuǎn)鈕增大還是減小delay中的數(shù)值，則是通過比較超短基線定位系統(tǒng)的測量深度husbl和潛水器的真實深度hreal之間的差值。如果增大delay中的數(shù)值，兩深度差也增大，那么應(yīng)減小delay中的值，反之亦然。這樣通過信號源面板上的旋轉(zhuǎn)鈕緩慢調(diào)節(jié)delay中的數(shù)值，直到兩者盡可能接近，從而實現(xiàn)對潛水器的同步時鐘與水面支持母船的同步時鐘之間的時延差進行精調(diào)。在本實施例中，直到調(diào)至兩深度差小于1m即可。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明超短基線定位系統(tǒng)應(yīng)急對鐘系統(tǒng)與上述超短基線定位系統(tǒng)應(yīng)急對鐘方法的有益效果相同，在此不再贅述。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。