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申请/专利权人:青岛哈尔滨工程大学创新发展中心;海洋石油工程股份有限公司;哈尔滨工程大学
摘要:一种水下大型平台声学就位系统及就位方法,涉及海洋测绘领域。本发明是为了解决复杂海态条件下的水下大型平台就位作业过程中平台位置获取精确度不高的问题。本发明通过将多个合作声信标安装在大型平台表面,以消除平台遮挡产生的声学测量盲区,将复杂海态时变特性影响的声速误差和合作声信标与水下大型平台的安装姿态误差作为未知量与水下大型平台待就位点的位置进行联合求解,消除了声学就位系统误差影响,实现了平台就位点三维位置的精确测量,比现有声学就位方法更稳健、精确度更高。本发明主要用于水下大型平台就位点位置和水下大型平台设备安装对接位置的精确测量。
主权项:1.一种水下大型平台声学就位系统,其特征在于,包括:海面测量单元1、至少5个海底测量单元2和多个位于在水下大型比平台上的合作声信标3;所述合作声信标3用于向外发送一号声学定位信号;所述海底测量单元2用于采集所述合作声信标3发送的一号声学定位信号,还用于生成并向外发送与所述一号声学定位信号编码相同的二号声学定位信号;所述海面测量单元1用于采集所述合作声信标3发送的一号声学定位信号和所述海底测量单元2发送的二号声学定位信号,还用于将一号声学定位信号和二号声学定位信号解析为声传播时延,并利用该声传播时延计算获得水下大型平台的就位坐标,并控制所在作业船带动水下大型平台移动至水下大型平台的就位坐标;根据下式计算获得水下大型平台的就位坐标: 其中,XA为大地坐标系下水下大型平台的就位坐标,dc为海洋时变特性影响的声速变化误差,da为合作声信标3与水下大型平台的安装姿态误差,为初始就位坐标,dc0为海洋时变特性影响的声速变化误差初始值,da0为合作声信标3与水下大型平台的安装姿态误差初始值,Q为雅克比系数矩阵,u为声学精确定位方程的残差矩阵,所述声学精确定位方程表达式为:fXA,DX,XR,N,da,dc=c·t,DX为大地坐标系下各合作声信标3的安装位置偏差矩阵,XR为海面测量单元1和海底测量单元2的位置矩阵,N为一号声学定位信号的编码,c为水中声速,t为声传播时延。
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