一、深海探测装备组合导航定位

组合导航定位基本原理

组合导航系统提供惯性导航定位、声学导航定位和光学视觉导航定位

母船配置水面定位系统、短基线/长基线、惯性测量单元和船基数据处理系统

（1）水面定位系统用于提供初始位置信息和声学基阵坐标校准

（2）惯性测量单元提供全方位精确输出姿态和航向输出三轴加速度、三轴转速度。母船的姿态信息可用于修正扰动

深海探测装备：遥控/自主航行（多普勒计程仪、姿态传感器、深度计、惯性测量单元）

（1）多普勒计程仪：提供深海探测装备的前向速度和侧向速度

（2）姿态传感器：测量艏向角和艏向角速度

（3）深度计：测量装备深度信息

（4）惯性测量单元：提供绝对位置信息

母船和探测装备可采用光电复合缆和声学导航装置通信

（1）声通信：母船上布置水听器矩阵，探测装备上布置应答器，利用脉冲声波的时延计算位置

短基线有三种工作方式：同步信标方式、非同步新标方式、应答器方式。短基线系统机动、灵活，跟踪范围小于长基线，对水面目标定位误差大，安装困难，需要校准工作

导航定位传感器

包括声学传感器、惯性传感器、航向/姿态传感器、光学导航定位装置、深度计、高度计

（1）声学多普勒计程仪：内部有压力传感器可获得深度信息；集成了陀螺仪可获得姿态；根据多普勒效应，测量载体的对地速度、平均速度高，缺点是需要外部的航向和垂直基准信息，定位误差随时间累积。

（2）航向/姿态传感器：常用的微磁通门电子罗盘，如PNI公司的TCM系列。低成本的姿态传感器，如xsens公司的惯性测量单元。TCM电子罗盘虽然精度高，但是容易受载体电磁环境的影响

（3）惯性传感器：典型的惯性传感器为Octans 3000系列，专门应用于深水区域。惯导是不依赖外部信息的自主式导航系统，除了提供位置和速度还能提供航向和姿态角，短期精度和稳定性好

（4）船载gps：全球范围内的星基无线电导航定位系统，可作为公共时间基准。优点是全球性、全天候的高精度三维导航、定位和精密授时功能；缺点是数据输出频率低，精度受约束。

（5）短基线声学定位系统：法国ixsea公司的posidonia 6000/ramses 6000

（6）深度计：8bt 7000-i深度计

（7）高度计：测量与海底的距离

（8）光学导航定位装置：典型的双目立体摄像机

二、科学探测传感器

科学探测传感器是在科学探索、保真采样、原位探测/观测等过程中用到的传感器。

（1）摄像机

（2）照相机

（3）温盐深传感器：测量温度、盐度、和深度可以获得其他海洋数据，如声速。

（4）溶解氧传感器：含氧量是用来研究水自净能力和水质评价的一个指标

（5）ADCP：利用多普勒效应进行流速测量的设备，可直接测量出断面的的流速剖面。广泛应用于海洋的流场结构调查、流速和流量测验等

（7）生物捕捉装置：浮游生物捕捉装置、底栖生物捕捉装置、微生物捕捉装置；拖网式生物捕捉装置、泵吸式生物捕捉装置和诱捕式生物捕捉装置

（8）海底原位探测装置：原位化学传感器、水下质谱仪、水下色谱仪和水下光谱仪

三、小结

深海探测装置可分为导航定位传感器和科学探测传感器。

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