随着对水下世界的深入研究,对水下目标的定位导航能力的需求便随之出现,尤其在水下搜索、海洋石油钻井平台等水下结构的检修、水下工程质量监控、涉水事故调查、救助打捞、水下考古、水下沉船考察、海洋生物科学研究等。本项目研究的广义水下GPS系统,将随着人类水下活动的频繁和深入,具有广泛的应用前景。 全球定位系统(Global Position System)GPS可以为其用户提供全时、全天候、精密、实时、近似连续的导航定位信息。然而,GPS使用的是超高频无线电信号,这种信号在水中的传播衰减的很快,即使在几米深的水下也无法接收。GPS定位和水声定位技术相结合的水下GPS技术可以利用水声相对定位技术将GPS水面高精度定位能力向水下延伸,使潜器在工作潜深就可以直接获得自身的大地经纬度坐标。本项目主要研究GPS和短基线定位系统组合的水下GPS系统。 本文从理论和实际两方面来讨论采用短基线定位系统和GPS系统联合构成的水下GPS系统,并用虚拟仪器技术来实现。本论文研究的重点在于开发基于虚拟仪器技术的水下GPS系统,并可独立集成于水下机器人控制平台,提高水下机器人的搜索效率,显著提高水下机器人搜索功能且实用化。实现水下机器人的大地经纬度坐标定位功能,提高超小型水下机器人的范围搜索功能,改善小型水下机器人在复杂水流情况下的工作状况和搜索路径以及实现对航行轨迹控制。但由于考虑到本研究是民用技术,应用的GPS和水声定位系统硬件定位精度不够,使得整个系统的精度只能维持在一定水平。 本研究基于虚拟仪器技术这一思想,来设计软件平台以及对GPS和水声定位系统的数据进行融合。