一种开阔水面区域主动式水下定位装置的制作方法

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1.本实用新型涉及水下定位技术领域，具体为一种开阔水面区域主动式水下定位装置。


背景技术：

2.水下定位是一项十分重要的水下探测、科考、资源开发等基础技术，在海洋、江河、湖泊等水域科考、资源开发、环境保护等领域有着广泛应用；利用水下定位技术，通过水下定位技术可以实时掌握着水下作业设施精确位置；水介质以声波作为信息载体的水下定位技术具有受干扰弱，信号传播能力强等优点，但是声波易受海水中各种杂质的干扰，声波在海水中的传播的速度也受各种不同水文条件的影响，从而导致声波在水下速度的差异，使利用声波定位产生误差，因此想获得水下载体的确切位置，如何减少误差是需要解决的难题。


技术实现要素：

3.针对现有水下定位技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种开阔水面区域主动式水下定位装置，可全方位多角度修正水下设备精确坐标，减小因风力风向、水流速、水中杂质等影响因素造成的误差，具有精度高、操作简单、可靠性高等优点。
4.为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
5.一种开阔水面区域主动式水下定位装置，包括八台浮漂式基站、八套水面声波信号接收器、水下声波信号发射器和八套水下声波信号接收器，具体结构如下：
6.浮漂式基站漂浮于水面，每台浮漂式基站安装一套水面声波信号接收器，每套水面声波信号接收器上安装一个水面gps定位装置，水面gps定位装置通过无线连接终端声波信号处理器；水下设置有水下声波信号接收器，每套水下声波信号接收器上安装一个水下gps定位装置，水下gps定位装置通过无线连接终端声波信号处理器；水下声波信号发射器载体设置于水面声波信号接收器和水下声波信号接收器之间，水下声波信号发射器载体安装水下声波信号发射器，水下声波信号发射器的输出端通过无线连接终端声波信号处理器。
7.所述的开阔水面区域主动式水下定位装置，水面声波信号接收器在浮漂式基站上与水面相接，八套水面声波信号接收器和八套水下声波信号接收器分别采用正八边形的八角排布结构，八套水面声波信号接收器和八套水下声波信号接收器上下相对设置，一一对应的水面声波信号接收器和水下声波信号接收器之间通过竖向的声波信号接收器支撑杆连接，形成正八面体框架，水下声波信号发射器位于正八面体的中心。
8.所述的开阔水面区域主动式水下定位装置，水下声波信号发射器、水下声波信号发射器载体安装在所辖水域的水下设备，水下声波信号发射器载体为任意可移动载体，水下设备为移动式或固定式。
9.所述的开阔水面区域主动式水下定位装置，水面gps定位装置、水下gps定位装置
的定位位置和水面声波信号接收器、水下声波信号接收器的接收信号由终端声波信号处理器传输至计算机。
10.所述的开阔水面区域主动式水下定位装置，gps定位装置监测声波信号接收器具体位置信息，并将gps定位装置实时获取的位置信息通过无线传输，经终端声波信号处理器至计算机的后台控制端。
11.所述的开阔水面区域主动式水下定位装置，水下声波信号发射器将可编辑的声波信号、发射时间信息和接收时间信息发射至声波信号接收器，由声波信号接收器通过无线传输至终端声波信号处理器，并发送至计算机的后台控制端。
12.本实用新型的优点及有益效果是：
13.1、本实用新型采用浮漂式基站8台，每台基站安装2套声波信号接收器形成正八面体区域范围，全方位，多角度接收声波信号，通过发射信号到达接收器时间不同，计算出发射器精确位置，具有精度高、操作简单、可靠性高等优点。
14.2、本实用新型16套浮漂上的声波信号接收器同时接收水下声波发生器发出的声波信号，浮漂式基站上的声波信号接收器根据接收的声波信号确定声波发生器与声波信号接收器间的距离，继而确定所述水下设备的水下位置。
附图说明
15.图1：本实用新型开阔水面区域主动式水下定位装置的结构示意图；图中，1、浮漂式基站；2、水面声波信号接收器；3、水下声波信号发射器；4、水下声波信号发射器载体；5、声波信号接收器支撑杆；6、水下声波信号接收器；7、水面gps定位装置；8、水下gps定位装置；9、终端声波信号处理器；10、计算机。
16.图2：开阔水面区域主动式水下定位装置位置的位置定位逻辑框图。
具体实施方式
17.以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
18.如图1所示，本实用新型开阔水面区域主动式水下定位装置，包括八台浮漂式基站1、八套水面声波信号接收器2、水下声波信号发射器3和八套水下声波信号接收器6，具体结构如下：
19.浮漂式基站1漂浮于水面，每台浮漂式基站1安装一套水面声波信号接收器2，每套水面声波信号接收器2上安装一个水面gps定位装置7，水面gps定位装置7通过无线连接终端声波信号处理器9；水下设置有水下声波信号接收器6，每套水下声波信号接收器6上安装一个水下gps定位装置8，水下gps定位装置8通过无线连接终端声波信号处理器9；水下声波信号发射器载体4设置于水面声波信号接收器2和水下声波信号接收器6之间，水下声波信号发射器载体4安装水下声波信号发射器3，水下声波信号发射器3的输出端通过无线连接终端声波信号处理器9。其中：
20.水面声波信号接收器2在浮漂式基站1上与水面相接，八套水面声波信号接收器2和八套水下声波信号接收器6分别采用正八边形的八角排布结构，八套水面声波信号接收
器2和八套水下声波信号接收器6上下相对设置，一一对应的水面声波信号接收器2和水下声波信号接收器6之间通过竖向的声波信号接收器支撑杆5连接，形成正八面体框架，水下声波信号发射器3位于正八面体的中心。从而，实现多维多角度确定水下声波信号发射器3位置坐标，大幅提高精确度，减小误差。
21.水下声波信号发射器3、水下声波信号发射器载体4安装在所辖水域的水下设备，可用于适时发送声波信号和所发送声波信号的时间信息，水下声波信号发射器载体4为任意可移动载体，水下设备为移动式或固定式。
22.水面gps定位装置7、水下gps定位装置8的定位位置和水面声波信号接收器2、水下声波信号接收器6的接收信号由终端声波信号处理器9传输至计算机10进行数据计算处理。
23.如图1
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图2所示，本实用新型开阔水面区域主动式水下定位装置位置的位置定位逻辑流程如下：
24.gps定位装置用于监测声波信号接收器具体位置信息，并将gps定位装置实时获取的位置信息通过无线传输至终端声波信号处理器9，终端声波信号处理器9获取所述位置信息，经过记录和信号处理后确定声波信号发射器位置坐标，通过传输缆线发送至计算机10的后台控制端；同时，水下声波信号发射器3适时将可编辑的声波信号5、发射时间信息和接收时间信息等信息发射至声波信号接收器，由声波信号接收器通过无线传输至终端声波信号处理器9，并发送至计算机10的后台控制端，由声波信号发射和接收时间差确定发射器和接收器之间距离，通过后台控制端进行多维数学计算、修正声波信号发射器位置坐标，从而确定固定水域水下设备精确位置信息。
25.本实用新型不需要采用估算水流速、风力风向、水中杂质等影响因素，可通过多方位信号接收，终端数据计算处理修正水下设备位置，实现精确三维坐标定位。