【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水声定位领域，具体涉及一种基于卫星导航的锚点定位方法及系统。
技术介绍
1、波浪能作为一种蕴含在海洋中的可再生资源，因其可再生性和绿色环保的优点，已成为一种亟待开发的新能源。漂浮式波浪能发电装置利用半潜平台“吸收”波浪，再通过电能变换系统，可实现从波浪能到液压能再到电能的三级能量转换。其中，锚泊系统为波浪能平台提供了一个稳定的基础，保障波浪能平台在运行过程中的稳定性和定域性，以提高系统安全性。因为一旦发生锚泊系统移位或断裂，将导致平台出现严重的失稳，轻则无法保持稳定性，降低发电效率，重则出现移位风险，造成海上事故。因此，需要针对漂浮式波浪能发电装置的锚泊系统的定位、姿态监测和故障预警做出研究。
2、但是，现有的锚点定位方法由于控制精度低，抗干扰能力差，受外部影响较大，一旦外界天气变化较大时，很难提高准确的锚点定位。
技术实现思路
1、本专利技术提出了一种基于卫星导航的锚点定位方法及系统，通过卫星导航实时监测多个锚点位置和姿态，并通过水声通信的方式提升监测数据传输的抗干扰能力和安全性，保证锚点定位监测的准确性，提高走锚故障预警的可靠性。
2、本专利技术的第一方面提供了一种基于卫星导航的锚点定位方法，所述方法包括：
3、根据gnss导航卫星发送的卫星数据，将水面基准平台校正为预设的位置和姿态以用于测量锚点位置，然后发送锚点测量指令；
4、根据锚点测量指令，测量锚点位置和锚点姿态，并以水声通信的方式发送传感器数据和声学测量信号
5、根据声学测量信号对锚点的sins导航误差进行校正，获得锚点校验结果；其中，所述sins导航误差包括sins的航向误差、sins的位置误差和sins的高度误差；
6、根据锚点校验结果和传感器数据，通过kalman滤波得到最终的锚点位置和锚点姿态。
7、上述方案先通过卫星数据，校准水面基准平台的位置和姿态，为后续的测量做好准备；然后实时测量锚点位置和姿态，并以低功耗的水声通信方式向声学基阵模块发送测量数据，使用水声通信方式还能提升数据传输的抗干扰性和数据传输安全性；然后对锚点的导航系统sins的导航误差进行修正，为后续滤波融合提供数据支撑；最后通过滤波将传感器数据进行融合，得到高精度的锚点位置和锚点姿态。
8、在第一方面的一种可能的实现方法中，根据gnss导航卫星发送的卫星数据，将水面基准平台校正为预设的位置和姿态以用于测量锚点位置，具体为：
9、接收到gnss导航卫星发送的卫星数据后，通过差分定位得到水面基准平台的第一位姿信息；其中，所述第一位姿信息为水面基准平台的当前位置信息和姿态信息；
10、通过组合导航的方式对所述第一位姿信息的误差进行校正，得到水面基准平台的第二位姿信息；
11、根据所述第二位姿信息，将水面基准平台校正为预设的位置和姿态。
12、上述方案先通过卫星导航进行差分定位得到水面基准平台的当前位置和姿态信息，再通过组合导航的方式对之前差分定位得到的数据进行校正，消除差分定位带来的误差，提升数据的精确度。
13、在第一方面的一种可能的实现方法中，通过数传电台与gnss导航卫星进行信息交互，得到gnss导航卫星发送的卫星数据。
14、在第一方面的一种可能的实现方法中，水声通信的方式，具体为：
15、通过预设的结构调节方法构建水声通信系统；其中，所述预设的结构调节方法包括降低数据发送功率、优化调度方式和压缩传输数据；
16、再根据预设的调制方式优化水声通信系统；
17、通过优化后的水声通信系统，以水声通信的方式发送数据。
18、上述方案先通过降低数据发送功率、优化调度方式和压缩传输数据等方式构建水声通信系统，以实现水声通信的低功耗；再使用预设的调制方式优化水声通信系统，以提升水声通信系统的抗干扰性和数据传输安全性。
19、在第一方面的一种可能的实现方法中，根据声学测量信号对所述锚点的sins导航误差进行校正，具体为：
20、根据水下基准信标信息和锚点信标信息，使用磁罗盘对所述锚点的sins的航向误差进行校正；
21、根据水下基准信标信息和锚点信标信息，基于超短基线的差分位置信息对所述锚点的sins的位置误差进行校正；
22、根据水下基准信标信息和锚点信标信息，使用深度计对所述锚点的sins的高度误差进行校正。
23、上述方案接收到锚点信标信息后，分别使用磁罗盘、基于超短基线的差分位置和深度计对所述锚点的航向误差、位置误差和高度误差进行校正，以修正测量的锚点数据的误差，提升测量精确度。
24、在第一方面的一种可能的实现方法中，根据锚点校验结果和传感器数据，通过kalman滤波得到最终的锚点位置和锚点姿态，具体为：
25、基于锚点校验结果，通过kalman滤波对传感器数据进行信息融合；
26、当进行信息融合后的结果满足预设的计算精度时，则得到最终的锚点位置和锚点姿态。
27、上述方案基于校正后的锚点校验结果，使用滤波方式对测量的传感器数据进行融合，并对融合后的数据进行精度判断，将满足预设的计算精度的数据作为最终的锚点位置和锚点姿态，以得到符合精度要求的数据。
28、在第一方面的一种可能的实现方法中，在计算最终的锚点位置和锚点姿态时，通过以太网和海上发电平台的监控系统进行信息交互，发送最终的锚点位置和锚点姿态。
29、本专利技术第二方面提供了一种基于卫星导航的锚点定位系统，所述系统包括：测量平台校正模块、锚点位姿测量模块、测量数据校正模块和数据融合模块；
30、所述测量平台校正模块用于根据gnss导航卫星发送的卫星数据，将水面基准平台校正为预设的位置和姿态以用于测量锚点位置，然后发送锚点测量指令；
31、所述锚点位姿测量模块用于根据锚点测量指令，测量锚点位置和锚点姿态，并以水声通信的方式发送传感器数据和声学测量信号；其中，所述声学测量信号包含水下基准信标信息和锚点信标信息；
32、所述测量数据校正模块用于根据声学测量信号对锚点的sins导航误差进行校正，获得锚点校验结果；其中，所述sins导航误差包括sins的航向误差、sins的位置误差和sins的高度误差；
33、所述数据融合模块用于根据锚点校验结果和传感器数据，通过kalman滤波得到最终的锚点位置和锚点姿态。
34、本专利技术第三方面提供了一种终端设备，所述设备包括：一种终端设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本专利技术实施例中任一项所述的一种基于卫星导航的锚点定位方法的步骤。
35、本专利技术第四方面提供了一种存储介质，所述存储介质存储计算机可读程序代码，当所述计算机可读程序代码被执行时实现本专利技术实施例中任一项所述的一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于卫星导航的锚点定位方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于卫星导航的锚点定位方法，其特征在于，所述根据GNSS导航卫星发送的卫星数据，将水面基准平台校正为预设的位置和姿态以用于测量锚点位置，具体为：
3.根据权利要求1所述的基于卫星导航的锚点定位方法，其特征在于，还包括：通过数传电台与GNSS导航卫星进行信息交互，得到GNSS导航卫星发送的卫星数据。
4.根据权利要求1所述的基于卫星导航的锚点定位方法，其特征在于，所述水声通信的方式，具体为：
5.根据权利要求1所述的基于卫星导航的锚点定位方法，其特征在于，所述根据声学测量信号对所述锚点的SINS导航误差进行校正，具体为：
6.根据权利要求1所述的基于卫星导航的锚点定位方法，其特征在于，所述根据锚点校验结果和传感器数据，通过Kalman滤波得到最终的锚点位置和锚点姿态，具体为：
7.根据权利要求1所述的基于卫星导航的锚点定位方法，其特征在于，还包括：在计算最终的锚点位置和锚点姿态时，通过以太网和海上发电平台的监控系统进行信息交互，发送
8.一种基于卫星导航的锚点定位系统，其特征在于，包括：测量平台校正模块、锚点位姿测量模块、测量数据校正模块和数据融合模块；
9.一种终端设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的一种基于卫星导航的锚点定位方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储计算机可读程序代码，当所述计算机可读程序代码被执行时实现权利要求1至7中任一项所述的一种基于卫星导航的锚点定位方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于卫星导航的锚点定位方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于卫星导航的锚点定位方法，其特征在于，所述根据gnss导航卫星发送的卫星数据，将水面基准平台校正为预设的位置和姿态以用于测量锚点位置，具体为：
3.根据权利要求1所述的基于卫星导航的锚点定位方法，其特征在于，还包括：通过数传电台与gnss导航卫星进行信息交互，得到gnss导航卫星发送的卫星数据。
4.根据权利要求1所述的基于卫星导航的锚点定位方法，其特征在于，所述水声通信的方式，具体为：
5.根据权利要求1所述的基于卫星导航的锚点定位方法，其特征在于，所述根据声学测量信号对所述锚点的sins导航误差进行校正，具体为：
6.根据权利要求1所述的基于卫星导航的锚点定位方法，其特征在于，所述根据锚点校验结果和传感器数据，通...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄正，聂铭，段新辉，郑晓光，赵兵，王伟，梁永纯，谢文平，罗啸宇，夏亚君，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。