一种海缆埋设路径的组合定位探测系统及方法与流程

本发明涉及海底电缆，并且更具体地，涉及一种海缆埋设路径的组合定位探测系统及方法。

背景技术：

1、在较浅海域例如横贯港湾、穿过航道或大港周围等常有船舶抛锚的海域埋设海缆时，常采用效率较高的冲埋式埋设犁施工法敷设海底电缆。采用冲埋式埋设犁进行海缆埋设作业时，依靠装设在埋设犁掘削部的喷嘴喷射出高压水流使海底泥沙流动形成沟槽，再将海缆埋于沟底。采用海缆敷设船进行海缆敷设作业时，常采用海底电缆埋设监控系统对敷设过程进行监控，仅能有效监测海缆深埋犁自身姿态、海缆张力、犁刀水压和水深等简单状态；在海缆敷设过程中，受锚船拖曳的无动力海缆敷设船以及海缆深埋犁的运行轨迹不定，常常与海缆真实埋设路径存在较大偏差，仅依赖船上自带的海底电缆埋设监控系统不能获得准确的海缆埋设路径轨迹。

2、以卫星导航定位结果为基准，通过海面平台进行信号传递，利用声学设备可高精度确定水下目标的绝对位置，卫星导航定位与超短基线相结合可开展海底电缆、管道等海洋水下探测与定位。由于冲埋式埋设犁水下作业时，高速水流导致大量浮泥产生，从而影响声学信号的传输，导致传统的超短基线水下定位方法效果不好。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出了一种海缆埋设路径的组合定位探测系统，包括：

2、海缆深埋犁方位姿态测试子系统，用于在海缆深埋犁作业时，获取所述海缆深埋犁的姿态信息和速度信息，并将所述姿态信息及速度信息上传至所述超短基线定位测试子系统；

3、超短基线定位测试子系统，用于在海缆深埋犁作业时，对所述海缆深埋犁的位置进行定位，以获取所述海缆深埋犁的位置信号，基于卡尔曼滤波算法，根据所述位置信号、姿态信息及速度信息，计算得到海缆的埋设路径。

4、海缆深埋犁方位姿态测试子系统，用于在海缆深埋犁作业时，获取所述海缆深埋犁的姿态信息和速度信息，并将所述姿态信息及速度信息上传至所述超短基线定位测试子系统。

5、可选的，姿态信息，包括：海缆深埋犁的姿态、深度、偏航角和首向/方向信息。

6、可选的，速度信息，包括：海缆深埋犁的速度和加速度信息。

7、可选的，超短基线定位测试子系统，包括：

8、超短基线电声换能器，用于在水下发射声学问询信号，将声学应答信号反馈至超短基线系统后台；

9、超短基线定位信标，用于捕捉问询信号，并向所述超短基线电声换能器返回声学应答信号；

10、超短基线系统后台，用于基于声学应答信号，确定海缆深埋犁的位置信号，并用于根据所述位置信号、姿态信息及速度信息，计算得到海缆的埋设路径。

11、可选的，超短基线电声换能器，安装在海缆敷设船侧的l型支架上。

12、可选的，超短基线定位测试子系统，包括两个超短基线定位信标，分别安装在海缆敷设船横梁上的长金属筒内顶部。

13、可选的，系统，还包括：

14、北斗定位授时子系统，用于给予超短基线定位测试子系统和海缆深埋犁方位姿态测试子系统时钟同步信号，对所述超短基线定位测试子系统和海缆深埋犁方位姿态测试子系统同步授时，并用于确定海缆敷设船的绝对位置。

15、可选的，北斗定位授时子系统，包括：

16、北斗卫星导航接收机，用于给予超短基线定位测试子系统和海缆深埋犁方位姿态测试子系统时钟同步信号，对所述超短基线定位测试子系统和海缆深埋犁方位姿态测试子系统同步授时。

17、再一方面，本发明还提出了一种海缆埋设路径的组合定位探测方法，包括：

18、在海缆深埋犁作业时，基于超短基线定位测试子系统，对所述海缆深埋犁的位置进行定位，以获取所述海缆深埋犁的位置信号；

19、在海缆深埋犁作业时，基于海缆深埋犁方位姿态测试子系统，获取所述海缆深埋犁的姿态信息和速度信息，并将所述姿态信息及速度信息上传至所述超短基线定位测试子系统；

20、通过所述超短基线定位测试子系统，基于卡尔曼滤波算法，根据所述位置信号、姿态信息及速度信息，计算得到海缆的埋设路径。

21、可选的，姿态信息，包括：海缆深埋犁的姿态、深度、偏航角和首向/方向信息。

22、可选的，速度信息，包括：海缆深埋犁的速度和加速度信息。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

24、本发明提出了一种海缆埋设路径的组合定位探测系统，包括：超短基线定位测试子系统，用于在海缆深埋犁作业时，对所述海缆深埋犁的位置进行定位，以获取所述海缆深埋犁的位置信号，基于卡尔曼滤波算法，根据所述位置信号、姿态信息及速度信息，计算得到海缆的埋设路径；海缆深埋犁方位姿态测试子系统，用于在海缆深埋犁作业时，获取所述海缆深埋犁的姿态信息和速度信息，并将所述姿态信息及速度信息上传至所述超短基线定位测试子系统。本发明可以精准的测量敷设后的海缆路径。

技术特征：

1.一种海缆埋设路径的组合定位探测系统，其特征在于，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述姿态信息，包括：海缆深埋犁的姿态、深度、偏航角和首向/方向信息。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述速度信息，包括：海缆深埋犁的速度和加速度信息。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述超短基线定位测试子系统，包括：

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述超短基线电声换能器，安装在海缆敷设船侧的l型支架上。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述超短基线定位测试子系统，包括两个超短基线定位信标，分别安装在海缆敷设船横梁上的长金属筒内顶部。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统，还包括：

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述北斗定位授时子系统，包括：

9.一种海缆埋设路径的组合定位探测方法，其特征在于，所述方法包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述姿态信息，包括：海缆深埋犁的姿态、深度、偏航角和首向/方向信息。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述速度信息，包括：海缆深埋犁的速度和加速度信息。

技术总结本发明公开了一种海缆埋设路径的组合定位探测系统及方法，属于海底电缆技术领域。本发明系统，包括：超短基线定位测试子系统，用于在海缆深埋犁作业时，对所述海缆深埋犁的位置进行定位，以获取所述海缆深埋犁的位置信号，基于卡尔曼滤波算法，根据所述位置信号、姿态信息及速度信息，计算得到海缆的埋设路径；海缆深埋犁方位姿态测试子系统，用于在海缆深埋犁作业时，获取所述海缆深埋犁的姿态信息和速度信息，并将所述姿态信息及速度信息上传至所述超短基线定位测试子系统。本发明可以精准的测量敷设后的海缆路径。技术研发人员：刘宗喜,欧阳本红,李渊,王昱力,戴梦迪,邓显波,夏荣,李文杰,刘松华,黄凯文,王格,赵鹏受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2