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公开(公告)号：CN110779518A
公开(公告)日：2020-02-11
申请号：CN201911128029.7
申请日：2019-11-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明涉及水下定位技术领域，特别涉及一种水下航行器的单信标定位方法。一种具有全局收敛性的水下航行器单信标定位方法，水下航行器搭载有水听器、多普勒测速仪、深度计、姿态航向参考系统及GPS；水声信标周期性广播水声信号；本发明通过状态增广，将离散状态的非线性单信标定位模型转化为线性时变模型；在未接收到水声信号时，通过水下航行器自身搭载设备获得水下航行器与水相对速度与姿态进行航位推算；接收到水声信号后，通过已知的水声信号发射时间获得水声信号传递时间，将其作为观测变量，同时综合航位推算数据以及各种传感器观测数据，基于Kalman滤波进行单信标定位的预测及更新。在满足定位模型可观测的前提下，本方法具有全局指数收敛性。
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公开(公告)号：CN110749891A
公开(公告)日：2020-02-04
申请号：CN201910999922.0
申请日：2019-10-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下定位技术领域，特别涉及一种水下航行器的单信标定位方法。水下航行器未接收到周期性水声信号时，通过配备的电子罗盘、深度计及读取螺旋桨转速进行航位推算，在接收到多普勒测速仪测得的绝对速度观测后构造海流速度观测量并通过Kalman滤波进行海流速度校正；水下航行器接收到水声信号后，考虑水下声速的未知性及声速不确定性噪声参数的未知性，将未知水声声速建模为均值及方差均未知的Gauss分布，基于扩展Kalman滤波及变分贝叶斯近似，以水声信号传递时间为观测变量，进行水下航行器的位置更新。相比于基于声速不确定性统计参数完全已知的水下单信标定位方法，本发明所提出方法可以更好的跟踪水声声速变化的趋势，进而得到更好的定位结果。
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公开(公告)号：CN110525616A
公开(公告)日：2019-12-03
申请号：CN201910873751.7
申请日：2019-09-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B63C11/52 , B63G8/00 , B63G8/16 , B63G8/22 , B63G8/24 , G01V1/18 , G01V1/30 , G01V1/20 , G01S19/47 , G01C21/16
Abstract: 本发明属于海洋探测技术领域，特别涉及一种水下监测装置。基于浮力调节的海底地震检波飞行节点航行器，它包括：安装在航行器主壳体内的地震检波模块以及浮力与推进模块。浮力与推进模块中的水平推进器的设置克服了现有海底节点航行器置自身无动力能力、布放回收效率低的局限性；浮力与推进模块中的油囊浮力调节机能够实现浮力调节控制航行器的上浮与下潜，并可令航行器保持负浮力长期坐底监测。本发明具备布放回收效率高、地形适应性强、机动性高、可加密布放等特点，适用于海底长期地震数据采集工作。同时，本发明还公开了一种基于浮力调节的海底地震检波飞行节点航行器的工作方法。
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公开(公告)号：CN110749891B
公开(公告)日：2021-08-24
申请号：CN201910999922.0
申请日：2019-10-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下定位技术领域，特别涉及一种水下航行器的单信标定位方法。水下航行器未接收到周期性水声信号时，通过配备的电子罗盘、深度计及读取螺旋桨转速进行航位推算，在接收到多普勒测速仪测得的绝对速度观测后构造海流速度观测量并通过Kalman滤波进行海流速度校正；水下航行器接收到水声信号后，考虑水下声速的未知性及声速不确定性噪声参数的未知性，将未知水声声速建模为均值及方差均未知的Gauss分布，基于扩展Kalman滤波及变分贝叶斯近似，以水声信号传递时间为观测变量，进行水下航行器的位置更新。相比于基于声速不确定性统计参数完全已知的水下单信标定位方法，本发明所提出方法可以更好的跟踪水声声速变化的趋势，进而得到更好的定位结果。
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公开(公告)号：CN110779519B
公开(公告)日：2021-04-27
申请号：CN201911129169.6
申请日：2019-11-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明涉及水下定位技术领域，特别涉及一种水下航行器的单信标定位方法。一种具有全局收敛性的水下航行器单信标定位方法，水下航行器搭载有水听器、多普勒测速仪、深度计、姿态航向参考系统及GPS；水声信标周期性广播水声信号；本发明通过状态增广，将离散状态的非线性单信标定位模型转化为线性时变模型；在获得的随体坐标系下水下航行器与水相对速度以及航行器姿态航向时，进行Kalman滤波预测；在获得海流速度观测、深度计观测、水声信号传递时间时，分别通过Kalman滤波进行海流速度、深度、水声信号传递时间更新。在满足定位模型可观测的前提下，本方法具有全局指数收敛性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108674616B
公开(公告)日：2020-04-17
申请号：CN201810754636.3
申请日：2018-07-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明为一种自主水下航行器的回收方法，该自主水下航行器包括耐压壳体、海底地震检波模块和多自由度推进模块；该自主水下航行器在接收到水面母船的水声返回信号后抵抗海床土壤的吸附力起飞并上浮，在上浮过程中通过海底地震检波模块和多自由度推进模块的配合作用自主调整航向，最后航行至指定区域后借助遥控潜水器(ROV)通过浸没式回收装置回到水面母船；该方法具备作业范围广，环境适应能力强，运动模式多样的优点，在回收过程中既可以自主控制运行航向，又可以自动检测出水面母船位置从而通过浸没式回收装置回到水面母船，所以该项目的探索研究对于海洋技术的进一步发展具有重要意义。
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公开(公告)号：CN110554359A
公开(公告)日：2019-12-10
申请号：CN201910859060.1
申请日：2019-09-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水声定位技术领域，涉及一种海底飞行节点定位方法。本发明利用4个位置已知且固定的水声信标按照固定周期同时发射水声信号，水声信标与海底飞行节点实现时钟同步；海底飞行节点接收水声信号并记录信号到达时间，计算出水声信号传递时间；海底飞行节点未接收到水声信号时通过自身携带的低成本惯性测量单元进行惯性导航；海底飞行节点接收到水声信号后通过扩展Kalman滤波进行单信标定位位置校准；同一时刻发射的多个水声信号均被接收后，海底飞行节点通过最小二乘法进行长基线定位位置校准。本发明通过融合水下长基线定位与单信标定位，克服了长基线定位实时性差及单信标定位精度低的缺点，满足了海底飞行节点高精度实时定位的需求。
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公开(公告)号：CN110539864A
公开(公告)日：2019-12-06
申请号：CN201910873787.5
申请日：2019-09-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于海洋探测技术领域，特别涉及一种海底飞行节点航行器。一种抗土壤吸附的海底飞行节点航行器，包括：壳体、地震检波模块、欠驱动式推进模块及抗吸附框架；本发明所设置欠驱动式推进模块，克服了现有海底节点航行器置自身无动力能力、布放回收效率低的局限性，2个水平推进器与垂向推进器相配合，能够对航行器进行位置调整令其按设定航线移动；本发明设置的抗吸附框架，可在航行器坐底时避免安装在壳体底部的各装置与海底沉积物接触，降低海底沉积物对航行器的吸附力；抗吸附框架底部的齿形结构可有效增大摩擦力避免航行器被海流冲击产生位移，影响地震检波精度。同时，本发明还公开了一种抗土壤吸附的海底飞行节点航行器的工作方法。
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公开(公告)号：CN110471096A
公开(公告)日：2019-11-19
申请号：CN201910859648.7
申请日：2019-09-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水下定位技术领域，特别涉及一种水下地震波检测飞行节点群体水下定位方法。本发明利用水面无人艇搭载水声通讯机发射水声信号辅助海底飞行节点群体定位。水面无人艇与所有的海底飞行节点通过高精度原子钟实现时钟同步；所有海底飞行节点上均接收水面无人艇所发射的水声信号并记录信号到达时间，进而计算出水声信号传递时间；单个海底飞行节点未接收到水声信号时通过自身携带的低成本惯性测量单元进行惯性导航，接收到水声信号后通过扩展Kalman滤波进行位置校准。本发明克服了传统长基线、超短基线群体定位效率低的问题，克服了固定式单信标定位范围有限的问题，满足了海底飞行节点群体大范围高效实时定位的需求。
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