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龙图腾网恭喜浙江大学申请的专利基于接收信号强度的三向天线水下磁感应定位系统及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114827893B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-01发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210448076.5，技术领域涉及：H04W4/02；该发明授权基于接收信号强度的三向天线水下磁感应定位系统及方法是由陈惠芳;朱家莹;谢磊设计研发完成，并于2022-04-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于接收信号强度的三向天线水下磁感应定位系统及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了基于接收信号强度的三向天线水下磁感应定位系统及方法。定位系统包括水下磁感应发射机中的定位信号产生模块、磁感应发送模块和水下磁感应接收机中的磁感应接收模块、定位信号处理模块和位置估计模块。首先水下磁感应发射机将处理后的定位信号依次加载在三向发送天线的三个线圈上，水下磁感应接收机从三向接收天线获取信号后进行处理，估计出接收信号强度和多路接收信号之间的相对相位信息，计算得到估计的发送端在接收坐标系中的位置。本发明定位系统实现复杂度低，且具有与水下磁感应通信系统的兼容性；采用的定位方法的计算复杂度低，且能在通信的同时直接在接收端估计出发送端的位置，避免了位置信息反馈额外带来的通信开销。

本发明授权基于接收信号强度的三向天线水下磁感应定位系统及方法在权利要求书中公布了：1.基于接收信号强度的三向天线水下磁感应定位方法，其特征在于：采用的三向天线水下磁感应定位系统包括任意位置和姿态的水下磁感应发送节点和水下磁感应接收节点，所述的水下磁感应发送节点和水下磁感应接收节点的工作角频率相同；所述的水下磁感应发送节点内置定位信号产生模块和磁感应发送模块；定位信号产生模块用于产生定位信号序列；所述的磁感应发送模块包括发送端处理模块和三向发送天线；发送端处理模块用于对定位信号序列进行处理，包括频谱搬移、数模变换和功率放大，执行发送线圈选择，将模拟定位信号作为激励源，分时依次加载在三向发送天线的三个发送线圈；三向发送天线包括线圈平面相互垂直、匝数相同、线圈半径相同的三个发送线圈，三向发送天线在空间中产生磁场，发送模拟定位信号；所述的水下磁感应接收节点内置磁感应接收模块、定位信号处理模块和定位模块；所述的磁感应接收模块包括三向接收天线和接收端处理模块；三向接收天线包括线圈平面相互垂直、匝数相同、线圈半径相同的三个接收线圈，用于接收水下磁感应发送节点发送的模拟定位信号；接收端处理模块对三个接收线圈的接收到的三路接收信号进行模数转换，得到三路数字定位信号；定位信号处理模块对三路数字定位信号进行处理，得到定位模块所需的接收信号强度信息和相对相位信息；定位模块用于执行定位算法，对水下磁感应发送节点进行定位；具体定位方法如下：步骤1水下磁感应发送节点生成定位信号，并通过三向发送天线发送给水下磁感应接收节点，具体是：1-1水下磁感应发送节点中的定位信号产生模块生成定位信号序列；1-2水下磁感应发送节点中的磁感应发送模块通过发送端处理模块将定位信号序列进行频谱搬移、数模变换和功率放大，转换为模拟定位信号；1-3磁感应发送模块将模拟定位信号分时依次加载在三向发送天线的三个发送线圈上；三向发送天线在空间中产生磁场，三个发送线圈分时依次发送模拟定位信号；步骤2水下磁感应接收节点侦听模拟定位信号：磁感应接收模块的三向接收天线接收水下磁感应发送节点发送的模拟定位信号，接收端处理模块对三个接收线圈的接收到的三路接收信号进行模数转换，得到三路数字定位信号；步骤3定位信号处理模块对三路数字定位信号进行处理，得到定位模块所需的接收信号强度信息和相对相位信息，具体是：3-1定位信号处理模块对未接收数字定位信号的时隙进行噪声能量估计：对每一条接收链路的采样点计算平方和的平均，作为各条接收链路上的噪声能量En1、En2、En3；3-2水下磁感应发送节点的第i个发送线圈发送模拟定位信号时，水下磁感应接收节点的三个接收线圈上接收到的信号转换为三路数字定位信号分别ywi1、ywi2和ywi3，得到每路接收的纯信号能量Eyij＝Eywij-Enj，i∈{1,2,3}表示三向发送天线的发送线圈编号，j∈{1,2,3}表示三向接收天线的接收线圈编号，E·表示对信号求能量的操作计算平方和的平均；根据纯信号能量估算得到纯信号幅度Uij即为编号i号发送线圈发送时，编号j号接收线圈得到的感应电压强度，i,j＝1,2,3；将Uij构建感应电压强度矩阵其中，感应电压强度矢量Um1、Um2、Um3分别是编号为1、2、3发送线圈发送模拟定位信号时，水下磁感应接收节点得到的3×1维感应电压强度矢量，表示矩阵的转置；Um即为定位模块所需的接收信号强度信息；3-3水下磁感应发送节点的第i个发送线圈发送模拟定位信号时，水下磁感应接收节点的第j个接收线圈的相对相位标志⊙表示点乘，Judge·表示序列中值大于0的个数，Count·表示序列点数；将Sij构建成相位标志矩阵其中，矢量S1、S2、S3分别表示编号为1、2、3发送线圈发送模拟定位信号时，三个接收线圈的三个相对相位标志矢量，Si1恒为1；编号为1和2的接收线圈接收到的信号为同相，则Si2为1，为反相则Si2为-1，编号为1和3的接收线圈接收到的信号为同相，则Si3为1，为反相则Si3为-1；S即为定位模块所需的相对相位信息；步骤4定位模块根据Um和S，对水下磁感应发送节点进行定位；具体是：4-1计算得到两节点间通信距离其中，ω为工作角频率，μ为介质磁导率，Nt、Nr分别表示发送线圈和接收线圈的匝数，at、ar分别为发送线圈和接收线圈的线圈半径，G为导电介质中由涡流损耗带来的感应电压衰减系数，It1、It2和It3分别为分时依次加载在三个发送线圈上的电流强度；4-2节点B在节点A的坐标系中的三个轴坐标值分别为节点A即为水下磁感应发送节点，节点B即为水下磁感应接收节点： 中间估计量节点B在节点A的坐标系中一种可能的坐标k为可能坐标情况的编号，k∈{1,2,3,4,5,6,7,8}，其余坐标位于坐标系内的其它卦限，与之呈轴对称或中心对称；4-3对于每一种计算得到节点A在节点B坐标系中的可能位置：根据得到节点A的坐标系下的磁场方向矩阵为 根据Um和S得到节点B的坐标系下的磁场方向矩阵为得到旋转矩阵将A坐标系的原点Y＝[0,0,0]T代入ΩX+D＝Y，估计得到节点A在节点B坐标系中的坐标为平移矩阵4-4对八种情况遍历完毕，选择值最小时对应的作为定位结果。

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