一种海上邮轮定位系统及其方法与流程

技术特征：

1.一种海上邮轮定位系统，其特征在于：包括设置于邮轮顶端的GPS装置，以及距离GPS装置的垂直距离为L处设置的校准装置，以及邮轮甲板上和船仓内分别对应设置的所述多个锚点，以及设置于邮轮船尾的第一收发装置和设置于邮轮船头的第二收发装置，惯导装置以及控制处理器，GPS装置包括发射器；

GPS装置，校准装置，多个锚点，惯导装置、第一收发装置和第二收发装置分别与控制处理器连接；其中锚点、第一收发装置和第二收发装置与GPS装置的相对位置信息已知，第一收发装置、第二收发装置和GPS装置在投影平面上位于同一直线上，校准装置的位置未知；

控制处理器通过如下公式计算获得邮轮的航行速度v：

R＝(t-ts)·c；

v＝d/c；

其中，c为光速，ts为发射器同时向第一收发装置和第二收发装置发射信号的时刻，t为第一收发装置或第二收发装置接收到GPS装置发射信号的时刻，b为GPS装置距离第一收发装置或第二收发装置的垂直距离，a为第一收发装置或第二收发装置距离GPS装置的垂直距离。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：锚点、第一收发装置和第二收发装置与GPS装置的相对位置信息为锚点、第一收发装置和第二收发装置与GPS装置之间的直线距离、垂直距离和高度差。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于：邮轮甲板上和船仓内分别对应设置的多个锚点的数量为4个。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于：锚点分别围绕GPS装置设置且构成矩形，且GPS装置的位置偏离矩形对角线的交点。

5.一种利用如上述权利要求1-4任一项所述的海上邮轮定位系统的定位方法，其特征在于，顺序包括如下步骤：

(1)在邮轮静止的情况下，对定位系统进行初始校准：

(1.1)利用发射器在同一时刻发射信号至第一收发装置和第二收发装置，第一收发装置和第二收发装置分别接收发射信号，并分别记录接收到发射信号的时刻；

(1.2)分别计算相对于第一收发装置和第二收发装置的发射信号时刻和接收信号时刻的时间差，分别获取第一收发装置和第二收发装置与GPS装置的初始测量距离；

(1.3)分别比较第一收发装置、第二收发装置与GPS装置的已知距离和初始测量距离之间的差值：如果差值为零，则进入下一步骤，如果差值不为零，则基于差值调整第一收发装置和第二收发装置相对于GPS装置的位置，使得第一收发装置、第二收发装置与GPS装置的距离与已知距离相同，返回步骤(1.1)；

(2)GPS装置接收来自卫星的卫星数据，通过控制处理器解算后获取自身的坐标G(x，y，z)；

(3)基于GPS装置的坐标G(x，y，z)，利用锚点、第一收发装置和第二收发装置、校准装置与GPS装置的相对位置信息，分别获得锚点、第一收发装置和第二收发装置、校准装置的位置坐标；

(4)获取邮轮的航行速度v：

令GPS装置距离于第一收发装置和第二收发装置的垂直距离为b，第一收发装置和第二收发装置距离GPS装置的垂直距离分别为a1和a2，GPS装置与第一收发装置和第二收发装置的测量距离分别为R1和R2，d1和d2分别为基于第一收发装置和第二收发装置计算得到的位移，计算方式如下：

R1＝(t1-ts)·c，R2＝(t2-ts)·c；

令d＝(d1+d2)/2，则邮轮的航行速度v＝d/c；

(5)利用惯导装置获取邮轮的惯导数据，将步骤(4)获取的航行速度v与邮轮的运动参数进行比较，如果满足阈值条件，则不对惯导装置进行补偿校正，进入下一步骤；如果不满足，则对惯导装置进行补偿校正，重复步骤(1)-(4)；

(6)基于惯导装置实时获取惯导数据；

(7)当满足GPS定位条件时，利用GPS装置获取的定位信息作为邮轮的位置信息；当不满足GPS定位条件时，利用惯导数据作为辅助定位信息，结合GPS装置获取的历史定位信息进行解算获取邮轮的位置信息。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于：步骤(7)中满足GPS定位条件为可见卫星数量至少为4个。