與水下航行器的通訊的制作方法
【專利摘要】一種與水下航行器通訊的方法，該水下航行器包括推動(dòng)該作業(yè)車通過水的推動(dòng)系統(tǒng)。對(duì)一系列數(shù)據(jù)集進(jìn)行編碼并將編碼后的數(shù)據(jù)以一系列信號(hào)猝發(fā)的形式傳輸至水下航行器。該推動(dòng)系統(tǒng)通過一系列從漂移周期分離的推力脈沖控制，如此該推力系統(tǒng)可以在推力脈沖期間以相對(duì)高的速度操作，在漂移周期期間以相對(duì)低的(或者零)速度操作。對(duì)該漂移周期進(jìn)行計(jì)時(shí)以使每個(gè)信號(hào)猝發(fā)在漂移周期期間而不是推力脈沖期間到達(dá)水下航行器。該方法可以由單個(gè)水下航行器執(zhí)行也可以由多個(gè)水下航行器執(zhí)行。該編碼數(shù)據(jù)信號(hào)以一系列信號(hào)猝發(fā)的形式同時(shí)傳播至水下航行器。
【專利說明】與水下航行器的通訊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種與一個(gè)或者多個(gè)與水下航行器通訊的方法、一種操作一個(gè)或者多 個(gè)水下航行器的方法、及執(zhí)行這些方法的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] US5119341描述了現(xiàn)有的與水下航行器通訊的方法及裝置。多個(gè)浮標(biāo)根據(jù)全球定 位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS)導(dǎo)航衛(wèi)星確定他們的位置并發(fā)射包含該位置的 聲音水下數(shù)據(jù)信息。水下航行器接收該信息并根據(jù)該信息確定它的位置。擴(kuò)頻編碼（Spread spectrum encoding)用于使所有的浮標(biāo)用一個(gè)信標(biāo)載波頻率。可替換地，可以給每個(gè)浮標(biāo) 分配單獨(dú)的本地唯一信標(biāo)載波頻率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的第一方面提供了一種與水下航行器通訊的方法，該水下航行器包括推動(dòng) 該作業(yè)車通過水的推動(dòng)系統(tǒng)，該方法包括：
[0004] a.對(duì)一系列數(shù)據(jù)集進(jìn)行編碼以產(chǎn)生一系列編碼數(shù)據(jù)信號(hào)；
[0005] b.以一系列信號(hào)猝發(fā)的形式傳輸該編碼數(shù)據(jù)信號(hào)至水下航行器；
[0006] c.以由漂移周期分離的一系列推力脈沖控制該推動(dòng)系統(tǒng)，以使推動(dòng)系統(tǒng)在推力脈 沖期間以相對(duì)高的速率操作，在漂移周期以相對(duì)低的速度（例如〇)操作；
[0007] d.對(duì)推動(dòng)系統(tǒng)的漂移周期計(jì)時(shí)，以使每個(gè)信號(hào)猝發(fā)在漂移周期而不是推力脈沖期 間到達(dá)水下航行器；及
[0008] e.在水下航行器處解碼該信號(hào)猝發(fā)來獲得該系列數(shù)據(jù)集。
[0009] 本發(fā)明的另一方面提供一種水下通訊系統(tǒng)，包括：
[0010] 傳輸器，被程序化來執(zhí)行權(quán)利要求1的a及b步驟；及
[0011] 一個(gè)或者多個(gè)水下航行器，每個(gè)作業(yè)車包括推動(dòng)作業(yè)車通過水的推動(dòng)系統(tǒng)及程序 化的控制及處理系統(tǒng)來執(zhí)行權(quán)利要求1中的C、d、及e步驟。
[0012] 該方法可以由一個(gè)水下航行器執(zhí)行，也可以優(yōu)選地由多個(gè)水下航行器執(zhí)行，其中 該編碼信號(hào)以一系列信號(hào)猝發(fā)的形式被同時(shí)傳播至水下航行器，該編碼信號(hào)來自一個(gè)公共 傳輸器。
[0013] 數(shù)據(jù)只能通過一個(gè)傳輸器傳輸至水下航行器，然而，更優(yōu)選地，該編碼數(shù)據(jù)信號(hào)由 第一傳輸器在第一位置以一系列信號(hào)猝發(fā)的形式傳輸至水下航行器，該方法包括：
[0014] a.對(duì)第二系列數(shù)據(jù)集進(jìn)行編碼以產(chǎn)生第二系列編碼數(shù)據(jù)信號(hào)；
[0015] b.由第二傳輸器在遠(yuǎn)離第一位置的第二位置處以第二系列信號(hào)猝發(fā)的形式傳輸 第二系列編碼數(shù)據(jù)信號(hào)至水下航行器；
[0016] c.對(duì)推動(dòng)系統(tǒng)的漂移周期計(jì)時(shí)，以使第二系列信號(hào)猝發(fā)中的每個(gè)信號(hào)猝發(fā)在漂移 周期期間而不是推力脈沖期間到達(dá)水下航行器；及
[0017] d.在水下航行器處解碼第二系列信號(hào)猝發(fā)來獲得該第二系列數(shù)據(jù)集。
[0018] 一般，該第一及第二系列信號(hào)猝發(fā)基本上同時(shí)開始。
[0019] 優(yōu)選地，該水下航行器包括具有導(dǎo)管的環(huán)形外殼，且在推力脈沖期間及漂移周期 期間水流過導(dǎo)管并產(chǎn)生浮力。
[0020] 本發(fā)明的另一方面提供一種操作水下航行器的方法，該水下航行器包括具有導(dǎo)管 的環(huán)形外殼及推動(dòng)該作業(yè)車通過水的推動(dòng)系統(tǒng)，該方法包括：
[0021] a.以由漂移周期分離的一系列推力脈沖控制該推動(dòng)系統(tǒng)，以使該推動(dòng)系統(tǒng)在推力 脈沖期間以相對(duì)高的速率操作，在漂移周期以相對(duì)低的速度（例如〇)操作，其中在推力脈 沖期間及漂移周期水流過導(dǎo)管并產(chǎn)生浮力；
[0022] b.在水下航行器處接收一系列信號(hào)猝發(fā)；
[0023] c.對(duì)推動(dòng)系統(tǒng)的漂移周期計(jì)時(shí)，以使每個(gè)信號(hào)猝發(fā)在漂移周期期間而不是推力脈 沖期間到達(dá)水下航行器；及
[0024] d.解碼在水下航行器處接收的信號(hào)猝發(fā)以獲得一系列用他們編碼的數(shù)據(jù)集。
[0025] 該方法可以由一個(gè)水下航行器執(zhí)行，也可以由多個(gè)水下航行器執(zhí)行。
[0026] 本發(fā)明的另一方面提供一種水下航行器，包括具有導(dǎo)管的環(huán)形外殼；推動(dòng)作業(yè)車 通過水的推動(dòng)系統(tǒng)；及控制及處理系統(tǒng)，對(duì)其編程以通過本發(fā)明上述的另一方面所述的方 法控制該水下航行器。一般，該環(huán)形外殼包括定義了該外殼的外部輪廓的外層及設(shè)置了導(dǎo) 管的內(nèi)層。該內(nèi)層及外層在在外殼的前緣及后緣相交。
[0027] -般，該控制及處理系統(tǒng)至少部分封裝在內(nèi)層及外層之間的殼體內(nèi)。
[0028] -般，該作業(yè)車還包括接收該信號(hào)脈沖的天線，其中，該天線與該內(nèi)層及外層齊平 或者封裝在該內(nèi)層與外層之間。
[0029] -般，該控制及處理系統(tǒng)包括時(shí)鐘，可以設(shè)置該時(shí)鐘以提供時(shí)鐘信號(hào)，該時(shí)鐘信號(hào) 能夠使該控制及處理系統(tǒng)為該漂移周期計(jì)時(shí)，如此，可以使每個(gè)信號(hào)猝發(fā)在漂移周期期間 而不是推力脈沖期間到達(dá)水下航行器。
[0030] 本發(fā)明的另一方面提供了一種操作多個(gè)水下航行器來接收被傳播至多個(gè)水下航 行器的系列數(shù)據(jù)集的方法，每個(gè)水下航行器包括推動(dòng)該作業(yè)車通過水的推動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)每個(gè) 作業(yè)車來說，該方法包括 ：
[0031] a.以由漂移周期分離的一系列推力脈沖操作該推動(dòng)系統(tǒng)，以使該推動(dòng)系統(tǒng)在推力 脈沖期間以相對(duì)高的速率操作，在漂移周期以相對(duì)低的速度（例如〇)操作；
[0032] b.在水下航行器處接收一系列信號(hào)猝發(fā)；
[0033] c.對(duì)推動(dòng)系統(tǒng)的漂移周期計(jì)時(shí)，以使每個(gè)信號(hào)猝發(fā)在漂移周期期間而不是推力脈 沖期間到達(dá)水下航行器；及
[0034] d.解碼在水下航行器處接收的信號(hào)猝發(fā)以獲得一系列用他們編碼的數(shù)據(jù)。
[0035] 本發(fā)明的另一方面提供多個(gè)水下航行器，每個(gè)水下航行器包括推動(dòng)作業(yè)車通過水 的推動(dòng)系統(tǒng)，及控制及處理系統(tǒng)，該控制及處理系統(tǒng)被編程以通過上一段所述的方法控制 該水下航行器。
[0036] 以下注釋可以應(yīng)用于本發(fā)明的所有方面。
[0037] 該信號(hào)猝發(fā)可以包括聲音信號(hào)猝發(fā)或者可以包括電磁信號(hào)猝發(fā)。一般，該（或每 個(gè)）水下航行器包括接收信號(hào)脈沖的接收器，該信號(hào)接收器可以是聲音或者電磁天線。
[0038] 在提供多個(gè)水下航行器的方面，水下航行器的推動(dòng)系統(tǒng)可以基本上被同時(shí)操作， 以使所有水下航行器的漂移周期基本上同時(shí)開始及結(jié)束?？商鎿Q地，該推動(dòng)系統(tǒng)被異步操 作，以使該多個(gè)作業(yè)車中的至少第一個(gè)作業(yè)車的漂移周期與多個(gè)作業(yè)車中的至少第二個(gè)作 業(yè)車的漂移周期在不同的時(shí)間開始及/或結(jié)束。
[0039] 在任務(wù)的開始處漂移周期是固定的且針對(duì)該任務(wù)一直保持不變。可替換的，該方 法進(jìn)一步包括為該（或者每個(gè)）水下航行器測(cè)量參數(shù)，并相應(yīng)的改變漂移周期的計(jì)時(shí)。
[0040] 各漂移周期的計(jì)時(shí)的被不同步地改變，以使該多個(gè)作業(yè)車中的至少第一個(gè)作業(yè)車 的漂移周期的變化不同于多個(gè)作業(yè)車中的至少第二個(gè)作業(yè)車的漂移周期變化。
[0041] 在一個(gè)實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括估計(jì)信號(hào)猝發(fā)到達(dá)該（或者每個(gè)）作業(yè)車的 時(shí)間，并相應(yīng)地改變漂移周期的計(jì)時(shí)，其中，所估計(jì)的到達(dá)時(shí)間的延遲引起漂移周期的開始 及/或結(jié)束時(shí)間的延遲。例如，可以通過測(cè)量前一個(gè)循環(huán)中的脈沖序列到達(dá)的時(shí)間相對(duì)于 該脈沖序列的已知的傳輸時(shí)間來估計(jì)該到達(dá)時(shí)間。
[0042] 在一個(gè)實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括測(cè)量該（或者每個(gè)）作業(yè)車與其他作業(yè)車的 接近度，并相應(yīng)的改變所述漂移周期的計(jì)時(shí)，其中，增加接近度引起漂移周期的長度增加。
[0043] 在一個(gè)實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括測(cè)量該（或者每個(gè)）作業(yè)車的移動(dòng)方向，并相 應(yīng)的改變漂移周期的計(jì)時(shí)。例如，遠(yuǎn)離該信號(hào)猝發(fā)的傳輸器會(huì)使漂移周期的開始/結(jié)束時(shí) 間延遲。
[0044] 該方法進(jìn)一步包括測(cè)量該（或者每個(gè)）作業(yè)車的速度，并相應(yīng)的改變漂移周期的 計(jì)時(shí)，例如增加速度會(huì)使漂移周期的長度增加。
[0045] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述推力脈沖的平均持續(xù)時(shí)間少于該（或者每個(gè)）作業(yè)車的靜 態(tài)周期的平均持續(xù)時(shí)間，例如少于該（或者每個(gè)）作業(yè)車的靜態(tài)周期的平均持續(xù)時(shí)間的 50%，在另外一個(gè)實(shí)施例中，該推力脈沖的平均持續(xù)時(shí)間大于該（或者每個(gè)）作業(yè)車的靜態(tài) 周期的平均持續(xù)時(shí)間。
[0046] 該推力系統(tǒng)在漂移周期期間可能產(chǎn)生少量的推力，但是優(yōu)選地，該（或者每個(gè)）推 動(dòng)系統(tǒng)在靜態(tài)周期期間產(chǎn)生基本上為零的推力。
[0047] -般，該系列信號(hào)粹發(fā)由具有傳輸時(shí)鐘的傳輸器傳輸，該傳輸時(shí)鐘用于確定該系 列信號(hào)猝發(fā)的計(jì)時(shí)。優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括同步該（或者每個(gè)）作業(yè)車上的接收時(shí)鐘 及該傳輸時(shí)鐘；且使用該接收時(shí)鐘確定漂移周期的計(jì)時(shí)。
[0048] 每個(gè)數(shù)據(jù)集由單項(xiàng)數(shù)據(jù)或者多項(xiàng)數(shù)據(jù)組成。在優(yōu)選的實(shí)施例中，每個(gè)數(shù)據(jù)集包括 數(shù)據(jù)的傳輸器的位置坐標(biāo)。該數(shù)據(jù)可以以多種方式編碼，但是最優(yōu)選地，是通過脈沖位置調(diào) 制進(jìn)行編碼。這樣，在一優(yōu)選的實(shí)施例中，該數(shù)據(jù)用于通過下面的方法確定該（或者每個(gè)） 水下航行器的位置：
[0049] a.確定三個(gè)或者更多傳輸器的位置；
[0050] b.從每個(gè)傳輸器傳輸至少四個(gè)脈沖（該四個(gè)脈沖一起構(gòu)成一個(gè)如本發(fā)明的第一 方面提到的"信號(hào)猝發(fā)"），其中，每個(gè)脈沖與前一個(gè)脈沖之間的時(shí)間差正比于各個(gè)傳輸器的 位置坐標(biāo)；
[0051] c.在水下航行器處接收該脈沖；
[0052] d.通過測(cè)量他們之間的延遲在水下航行器處對(duì)該脈沖進(jìn)行編碼，如此確定該傳輸 器的坐標(biāo)；
[0053] e.確定每個(gè)傳輸器相對(duì)于該水下航行器的范圍；及
[0054] f.根據(jù)步驟d中確定坐標(biāo)及步驟e中確定的范圍（例如多邊法）確定水下航行器 的位置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0055] 現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，圖中：
[0056] 圖1所示為一種水下通訊系統(tǒng)；
[0057] 圖2所示為一種對(duì)位置序列進(jìn)行編碼的方法；
[0058] 圖3所示為一勘測(cè)空間；
[0059] 圖4所示為一脈沖序列，其中X軸為時(shí)間標(biāo)度，Y軸為頻率標(biāo)度；
[0060] 圖5所示為具有獨(dú)立頻帶的三列同步的脈沖序列；
[0061] 圖6所示為具有不同頻帶的脈沖的單一脈沖序列；
[0062] 圖7所示為對(duì)所接收的信號(hào)進(jìn)行編碼以確定浮標(biāo)位置的方法；
[0063] 圖8所示為所接收的信號(hào)及從所接收的信號(hào)派生的互相關(guān)數(shù)據(jù)；
[0064] 圖9所示為具有采樣點(diǎn)的模擬信號(hào)；
[0065] 圖10所示為根據(jù)浮標(biāo)的位置及范圍確定水下航行器的位置的方法；
[0066] 圖11所示為其中一個(gè)水下航行器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)；
[0067] 圖12a為該水下航行器的主要功能元件的方塊圖；
[0068] 圖12b為省略推動(dòng)單元的水下航行器的后視圖；
[0069] 圖12c為省略推動(dòng)單元的水下航行器的另一視圖；
[0070] 圖12d為從水下航行器的尾部上方剖開剖視圖以顯示天線；
[0071] 圖13所示為三個(gè)浮標(biāo)及三個(gè)水下航行器；
[0072] 圖14所示為同步?jīng)_刺及漂移方法的時(shí)序圖；
[0073] 圖15為同步?jīng)_刺及漂移方法的時(shí)序圖。

【具體實(shí)施方式】
[0074] 圖1所示為水下通訊系統(tǒng)。三個(gè)傳輸器浮標(biāo)la-c在水面上展開。每個(gè)浮標(biāo)具有 全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System, GPS)天線2、處理器3及聲學(xué)天線（acoustic antenna) 4〇
[0075] 該GPS天線2從GPS衛(wèi)星11及位于水面艦艇上的差分GPS (differential GPS， DGPS)參考站12接收GPS數(shù)據(jù)信號(hào)10。該處理器3處理GPS數(shù)據(jù)信號(hào)10以通過已知的方 式確定浮標(biāo)1的位置。
[0076] 圖2為處理器3所執(zhí)行的方法的各步驟的示意圖。首先確定浮標(biāo)la-c在GPS坐 標(biāo)（緯度、經(jīng)度及高度）中的位置并存儲(chǔ)為位置數(shù)據(jù)20。該位置數(shù)據(jù)20在步驟21被變換 為具有原點(diǎn)22(還是根據(jù)GPS坐標(biāo)設(shè)置）的局部坐標(biāo)系以生成網(wǎng)格位置23。這個(gè)過程在圖 3中進(jìn)行了描述，圖3顯示了原點(diǎn)22及具有在原點(diǎn)22處垂直相交的X、Y及Z軸的立方體。 在立方體中的任意位置都可以通過三個(gè)相對(duì)于原點(diǎn)22的網(wǎng)格坐標(biāo)X、y及ζ來確定。
[0077] 對(duì)處理器3進(jìn)行編程以使聲學(xué)傳輸器4傳輸線性調(diào)頻脈沖位置調(diào)制聲學(xué)脈沖序列 (chirp pulse position modulated acoustic pulse train) 25,其對(duì)圖 4 所不的浮標(biāo) I 的 xyz位置進(jìn)行編碼.
[0078] 該網(wǎng)格位置數(shù)據(jù)23在步驟26依據(jù)參考線性調(diào)頻數(shù)據(jù)（chirp data) 27及測(cè)網(wǎng)屬 性數(shù)據(jù)（survey grid property data) 28被編碼為脈沖序列25。該參考線性調(diào)頻數(shù)據(jù)27 為每個(gè)浮標(biāo)定義了開始頻率F1、結(jié)束頻率F2、及單調(diào)函數(shù)，該單調(diào)函數(shù)定義了線性調(diào)頻頻 率如何相對(duì)于時(shí)間從Fl變化至F2 (例如，該頻率可能以固定的速率在Fl及F2之間變化）。 該測(cè)網(wǎng)屬性數(shù)據(jù)28定義了以米為單位的立方體24的大小（例如4096m乘以4096m乘以 4096)，要求分辨率（例如0. 25m)及脈沖序列中的相鄰脈沖之間的最大時(shí)間（例如0. Is)。
[0079] 圖4所示的脈沖序列25包括四個(gè)由低到高的頻率線性調(diào)頻30-33及一個(gè)由高到 低的頻率線性調(diào)頻34。該由低到高的頻率線性調(diào)頻30-33以固定的頻率從在脈沖起始位置 的第一低頻率開始增加至在脈沖末端的第二高頻率F2。該由低到高的頻率線性調(diào)頻30-33 分別在時(shí)間t x，、ty、及tz開始。該由高到低的頻率線性調(diào)頻34的頻率以固定速率從在脈沖 起始位置處的第一高頻率開始降低至在脈沖末端的低高頻率。該線性調(diào)頻30及34用于觸 發(fā)該脈沖序列。
[0080] 圖4中的脈沖序列中的線性調(diào)頻具有以一固定速率變化的頻率。在可替換的脈沖 序列（圖未示）中，相反的，該線性調(diào)頻具有可以以一固定速率變化的周期。
[0081] 在步驟26,根據(jù)公式Δ? = co-ordinate (x,y,z) X (k)，每個(gè)聲學(xué)脈沖與前一個(gè)聲 學(xué)脈沖之間的時(shí)間差（Δ?):被編碼為分別直接正比于浮標(biāo)Ia-C的位置的坐標(biāo)（X，y，z)，在公 式Δ?= co-ordinate (x，y,z) X (k)中，其中k為正比系數(shù)，在本實(shí)施方式中，該系數(shù)的值為 4096/U lm/s，換言之：
[0082] t〇-tx = X 坐標(biāo)（單位為米）X (0· 1/4096)
[0083] tx_ty = Y 坐標(biāo)（單位為米）X (0· 1/4096)
[0084] ty-tz = Z 坐標(biāo)（單位為米）X (0· 1/4096)。
[0085] 如圖5所示，源自浮標(biāo)la-c的線性調(diào)頻為頻分復(fù)用。在本實(shí)施例中，該第一浮標(biāo) Ia從Fla傳輸至F2a，該第二浮標(biāo)Ib從Flb傳輸至F2b，該第三浮標(biāo)Ic從Flc傳輸至F2c。 該線性調(diào)頻占用了不相鄰且不重疊的頻帶，如此則Fla〈F2a〈Flb〈F2b〈Flc〈F2c。該三個(gè)脈 沖序列通過下面描述的互相關(guān)的過程根據(jù)他們的頻率在水下航行器處進(jìn)行解耦和。舉例來 說,頻率Fla大約10kHz，頻率F2c大約為15kHz。
[0086] 可選地，如圖6所示，源自每個(gè)浮標(biāo)的每個(gè)線性調(diào)頻也占用了不同頻帶。在本實(shí)施 例中，源自浮標(biāo)Ia的線性調(diào)頻占用了四個(gè)不相鄰且不重疊的頻帶，其中，F(xiàn)laO〈F2aO〈Flax〈 F2ax〈Flay〈F2ay〈FlaZ〈F2aZ。源自其他兩個(gè)作業(yè)車的線性調(diào)頻也類似地分布在他們各自的 頻帶內(nèi)。通過互相關(guān)的方法，各個(gè)線性調(diào)頻根據(jù)他們的頻率在水下航行器處進(jìn)行解復(fù)用。這 個(gè)過程也會(huì)在接收端引起脈沖壓縮，這提高了脈沖到達(dá)接收端時(shí)的分辨率。
[0087] 在另外一個(gè)實(shí)施例中，該脈沖序列及/或各個(gè)線性調(diào)頻可以被碼分復(fù)用（例如，在 上線性調(diào)頻（up chirps)和下線性調(diào)頻（down chirps)之間被混合，或者被以一些其他方 式編碼，可能通過頻率跳變編碼），然后根據(jù)他們的編碼在水下航行器處被解復(fù)用。
[0088] 水下航行器40a及40b中的每個(gè)都包括用于接收聲學(xué)脈沖30-34的聲學(xué)天線44， 及處理器45。該處理器45測(cè)量脈沖30-33之間的延遲，如此即可確定浮標(biāo)la-c的X，Y，Z 坐標(biāo)。其實(shí)現(xiàn)過程如圖7所示。
[0089] 首先，所接收的聲音信號(hào)數(shù)據(jù)在步驟50被接收及存儲(chǔ)。圖8所示為舉例說明在41 處接收信號(hào)數(shù)據(jù)。接下來，該數(shù)據(jù)在步驟51被與參考線性調(diào)頻數(shù)據(jù)27互相關(guān)以產(chǎn)生互相 關(guān)信號(hào)數(shù)據(jù)52。該水下航行器40及浮標(biāo)1具有同步的時(shí)鐘，如此該水下航行器知道浮標(biāo) 傳輸該第一脈沖的時(shí)間。在步驟53,給該互相關(guān)信號(hào)施加一個(gè)時(shí)間變化增益，在施加后，該 增益相對(duì)于時(shí)間穩(wěn)定增加。一但在步驟55中在互相關(guān)信號(hào)52中檢測(cè)到第一峰值，則增益 值56即在步驟57被記錄并施加于該互相關(guān)信號(hào)數(shù)據(jù)52的之后部分。該時(shí)間變化增益說 明了如果水下航行器遠(yuǎn)離浮標(biāo)，則所接收的信號(hào)比靠近浮標(biāo)1的水下航行器所接收的信號(hào) 會(huì)減弱并被延長的時(shí)間延遲。圖8中的曲線圖42a-c所示為增益被以上述方式施加后三個(gè) 浮標(biāo)la-c的互相關(guān)數(shù)據(jù)。
[0090] 在步驟58中，通過偵測(cè)該信號(hào)超過一預(yù)定閾值的時(shí)間來確定信號(hào)42a_c中的每 個(gè)的四個(gè)峰值。圖8顯示了信號(hào)分別沿著閾值43的42a_c的峰值60a-c、61a-c、62a_c、& 63a_c。如圖所示，所有這些峰值都具有大致相等振幅。
[0091] 接下來，該互相關(guān)的數(shù)據(jù)在步驟59被篡改以產(chǎn)生子采樣峰值數(shù)據(jù)70。該篡改的過 程如圖9所示。信號(hào)71所示為由該水下航行器的傳感器及放大器產(chǎn)生的相似的輸入數(shù)據(jù)。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器在多個(gè)點(diǎn)（如圖9所示的圓點(diǎn)）處采樣信號(hào)71。峰值72處的振幅由峰值的每 個(gè)邊上的采樣數(shù)據(jù)值之間的插值計(jì)算。
[0092] 返回至圖7,在步驟75通過去除回音（例如如圖8所示的回音76)及去除峰值的 振幅相對(duì)于前一峰值，或者相對(duì)于一些平均峰值或者相對(duì)于振幅值的預(yù)設(shè)的范圍太高的峰 值來過濾及處理該子采樣峰值數(shù)據(jù)70。
[0093] 步驟75的另一個(gè)輸出為射線傳播時(shí)間77,該傳播時(shí)間77給出了相對(duì)于已知時(shí)間 的第一峰值60a_c的接收時(shí)間，浮標(biāo)la-c在該已知時(shí)間傳輸?shù)谝幻}沖。該步驟75的另外 一個(gè)輸出為一組被過濾的子采樣峰值數(shù)據(jù)，該子采樣峰值數(shù)據(jù)在步驟78根據(jù)網(wǎng)格屬性數(shù) 據(jù)28被編碼以確定該浮標(biāo)的位置79。換言之，被過濾的子采樣峰值數(shù)據(jù)按照以下方式編 碼：
[0094] t〇-tx X (4096/0. I) = X 坐標(biāo)（單位為米）
[0095] tx_ty X (4096/0. I) = Y 坐標(biāo)（單位為米）
[0096] ty-tz X (4096/0. I) = Z 坐標(biāo)（單位為米）。
[0097] 圖10所示為被水下航行器40a_c如何使用數(shù)據(jù)77及79確定它的位置。在步驟 80,射線跟蹤算法根據(jù)射線傳輸時(shí)間77、所存儲(chǔ)的一組聲速剖面數(shù)據(jù)82、及在水下航行器 上的壓力感應(yīng)器測(cè)量的水下航行器的深度83來確定徑向距離81。該射線跟蹤算法80說明 由于壓力隨著深度增加聲波不會(huì)以直線從浮標(biāo)傳輸至水下航行器。
[0098] 現(xiàn)在，該水下航行器具有徑向距離81及三個(gè)浮標(biāo)la-c中的每個(gè)浮標(biāo)的位置79。 該數(shù)據(jù)在步驟84由三邊測(cè)量算法分析以計(jì)算水下航行器的位置86。三邊測(cè)量算法的輸入 為水下航行器的速度87(如通過用于解釋來自裝置（如加速計(jì)）的數(shù)據(jù)的船載算法（on board algorithms)測(cè)量及/或根據(jù)前一位置的測(cè)量來計(jì)算）。這說明水下航行器可能曾 在接收第一脈沖及最后一個(gè)脈沖之間移動(dòng)，所以算法84的輸出86為接收到最后一個(gè)脈沖 時(shí)水下航行器的位置。
[0099] 由于延遲M與X、Y、Z坐標(biāo)值的正比關(guān)系，脈沖之間的延遲Δ?的測(cè)量中的任何錯(cuò) 誤僅僅被轉(zhuǎn)換為X、Y、Z坐標(biāo)的中的小錯(cuò)誤，因此，如果信噪比逐漸降低，則預(yù)估的位置的準(zhǔn) 確性也逐漸降低。
[0100] 脈沖位置調(diào)制的使用也為編碼及解碼提供了低的計(jì)算開銷。
[0101] 由于線性調(diào)頻脈沖的高帶寬，線性調(diào)頻脈沖的使用提供了高的處理增益（處理增 益正比于信號(hào)周期乘以帶寬）。
[0102] 盡管為了簡化的目的，圖1中只顯示了兩個(gè)水下航行器40a及40b，但是，可以提 供大量的這樣的水下航行器（可能為100或者更多），例如，為了準(zhǔn)確地在海床的一廣闊 的區(qū)域上分布呈網(wǎng)格的地震感應(yīng)器。為了對(duì)聲學(xué)傳輸進(jìn)行編碼而使用的脈沖位置調(diào)制保 證了已知浮標(biāo)1輸出的脈沖之間的相對(duì)大的時(shí)間差△〖，該相對(duì)大的時(shí)間差為任何初始脈 沖的延遲版本提供了時(shí)間（由于多路效應(yīng)）以使其減的足夠弱從而不會(huì)對(duì)當(dāng)前的脈沖產(chǎn) 生影響。這樣，與其他連續(xù)傳輸每個(gè)碼的編碼方法（如頻移鍵控）相比，降低了碼間串?dāng)_ (inter-symbol interference)的可能性。通過這種編碼方法，在不顯著地減少通訊渠道的 數(shù)據(jù)率的情況下，也不會(huì)增加碼傳輸之間的時(shí)間。
[0103] 其中一個(gè)水下航行器40a的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖11所示。該水下航行器包括具有導(dǎo) 管101的環(huán)形外殼100及推動(dòng)水下航行器穿過水的推動(dòng)系統(tǒng)，該推動(dòng)系統(tǒng)包括一對(duì)推進(jìn)器 105,該一對(duì)推進(jìn)器105被封裝在導(dǎo)管105內(nèi)并位于導(dǎo)管101的中心軸的相對(duì)的邊上的。該 外殼100具有定義了導(dǎo)管外部輪廓的外層IOOa及定義了導(dǎo)管101的內(nèi)層100b。該內(nèi)層和 外層在外殼100的前緣及后緣相交。當(dāng)在與導(dǎo)管的中心軸成直角的橫截面處看時(shí)，該外層 IOOa及內(nèi)層IOOb為圓形。每個(gè)推進(jìn)器105安裝在推力馬達(dá)107上且在罩105b內(nèi)。每個(gè)推 力馬達(dá)107被樞轉(zhuǎn)地安裝，如此推進(jìn)器/發(fā)動(dòng)機(jī)單元可以被獨(dú)立的上下旋轉(zhuǎn)（相對(duì)于圖11 所示的方向）以改變推力相對(duì)于導(dǎo)管的中心軸的角度。其中一個(gè)推進(jìn)單元的罩及推進(jìn)器在 圖1中沒有示出，但是它與已經(jīng)示出的罩l〇5b及推進(jìn)器105是一致的。
[0104] 圖12a所示為水下航行器的主要功能元件的方塊圖。聲學(xué)天線44(也未在圖1中 示出）接收聲音信號(hào)脈沖，該聲音信號(hào)脈沖由單元l〇6a調(diào)節(jié)并進(jìn)行了模數(shù)轉(zhuǎn)換，并隨著來 自時(shí)間參考單兀106d的時(shí)鐘信號(hào)及來自加速器106e的加速信號(hào)輸入處理器45 (如圖1所 示）。為了方便描述，圖1所示的天線44突出于水下航行器的外殼，但是天線44最好為如圖 12b-12d所示與外殼100保形（conformal with)。該外殼100具有在其一端的端口及右舷 鼻109a及109b，在其另一端的較低的尾部109b，及位于天線44安裝的地方的較高的尾部。 圖12b為省略推進(jìn)單元的水下航行器的后視圖，圖12b為天線4的剖視圖。如圖12b及12d 所示，天線44與外層IOOa及內(nèi)層IOOb齊平，且如圖12d所示，天線44后面的邊被折彎以 形成彎曲的后緣以與外層IOOa及內(nèi)層IOOb提供的水翼部一致。外層IOOa與內(nèi)層IOOb沒 有覆蓋天線44,所以聲音信號(hào)沒有被加強(qiáng)。信號(hào)線44a連接天線44與電子元件106a、45、 106d、及106e，這些電子元件全部封裝在內(nèi)層IOOa及外層IOOb之間的外殼100中。
[0105] 處理器45如上操作以確定水下航行器的位置。該處理器45對(duì)信號(hào)猝發(fā)進(jìn)行編碼 以獲取一系列用他們編碼的數(shù)據(jù)集并確定水下航行器的位置。該處理器45也通過驅(qū)動(dòng)馬 達(dá)108控制推進(jìn)器的推力的角度。該處理器45還控制推力馬達(dá)的操作并被程序化以執(zhí)行 如下面將要參考圖13-15描述的沖刺（sprint)及漂移控制過程。
[0106] 圖13所示為3個(gè)水下航行器40a-C，圖14所示為操作水下航行器40a- C的同步 沖刺及漂移方法的時(shí)序圖。如上所述，浮標(biāo)la-c對(duì)一系列數(shù)據(jù)集（每個(gè)數(shù)據(jù)集包括在已知 時(shí)間點(diǎn)處的浮標(biāo)的X、Y、Z坐標(biāo)），每個(gè)數(shù)據(jù)集分別被編碼為如上所述的脈沖序列25。然后 這些脈沖序列被傳播至水下航行器，每個(gè)脈沖序列由圖4所示的傳輸時(shí)鐘脈沖110初始化， 該傳輸時(shí)鐘脈沖110由浮標(biāo)上的傳輸時(shí)鐘產(chǎn)生。該循環(huán)規(guī)律地每7秒重復(fù)一次（第二個(gè)傳 輸時(shí)鐘脈沖111如圖14所示）。如果浮標(biāo)的位置在循環(huán)之間變化，則下一個(gè)循環(huán)的脈沖序 列也會(huì)變化，否則，脈沖序列不會(huì)變化。圖14顯示了三個(gè)分別被浮標(biāo)la-c傳播的脈沖序列 TX1-3。
[0107] 水下航行器40a_c上的接收時(shí)鐘106d與浮標(biāo)la-c上的傳輸時(shí)鐘同步，因此他們 產(chǎn)生的接收時(shí)鐘脈沖（圖未示）正好與TX時(shí)鐘脈沖110, 111等同時(shí)。
[0108] 水下航行器40a在不同時(shí)間從不同的浮標(biāo)接收脈沖序列TX1-3,且這些脈沖序列 TX1-3以三個(gè)接收脈沖序列120a-120c顯示。第一脈沖序列的開始與最后一個(gè)脈沖序列的 結(jié)束之間的時(shí)間通過接收脈沖包絡(luò)（pulse envelope)的作業(yè)車IRX描述。
[0109] 水下航行器40b也同樣在不同時(shí)間接收脈沖序列，這些脈沖序列以三個(gè)接收脈沖 序列121a-121c顯示。第一脈沖序列的開始與最后一個(gè)脈沖序列的結(jié)束之間的時(shí)間通過接 收脈沖包絡(luò)（pulse envelope)的作業(yè)車2RX描述。
[0110] 水下航行器40c也同樣在不同時(shí)間接收脈沖序列，這些脈沖序列以三個(gè)接收脈沖 序列122a-122c顯示。第一脈沖序列的開始與最后一個(gè)脈沖序列的結(jié)束之間的時(shí)間通過接 收脈沖包絡(luò)（pulse envelope)的作業(yè)車3RX描述。
[0111] 水下航行器的推力馬達(dá)107通過他們各自的處理器45以一系列由漂移周期126 分離的推力脈沖125的形式進(jìn)行同步操作。推進(jìn)器105在推力脈沖期間以相對(duì)高的速率旋 轉(zhuǎn)并在漂移周期126期間以相對(duì)低的速度旋轉(zhuǎn)。每個(gè)漂移周期具有5秒的固定長度（從時(shí) 鐘脈沖110開始或者在時(shí)鐘脈沖110之后不久），且每個(gè)推力脈沖具有2秒的固定長度。然 后該循環(huán)有規(guī)律地且無限地重復(fù)，下一個(gè)循環(huán)的時(shí)鐘脈沖如圖14所示。
[0112] 如圖14所示，水下航行器40a_c的漂移周期被相對(duì)于水下航行器上的接收時(shí)鐘脈 沖計(jì)時(shí)以保證每個(gè)脈沖序列在漂移周期期間而不是推力脈沖期間到達(dá)水下航行器，在推力 脈沖期間任何脈沖序列都沒有到達(dá)。
[0113] 水下航行器的環(huán)形外殼使水在推力脈沖期間及漂移脈沖期間流過導(dǎo)管101并產(chǎn) 生浮力。高的浮力拖住了水下航行器的比率從而有助于維持水下航行器在漂移周期期間的 對(duì)地速度（speed over ground)。
[0114] 在圖14的例子中，水下航行器的推動(dòng)系統(tǒng)基本上被同時(shí)操作，如此所有水下航行 器的漂移周期基本上在同一時(shí)間開始及結(jié)束。推力脈沖125的持續(xù)時(shí)間比每個(gè)水下航行器 的靜態(tài)周期126的持續(xù)時(shí)間短（在本實(shí)施例中，推力脈沖125的持續(xù)時(shí)間為漂移周期126 的 40% )。
[0115] 如圖15所示的另外一個(gè)實(shí)施例，水下航行器的漂移周期的計(jì)時(shí)為獨(dú)立地且不同 步地變化。
[0116] 水下航行器40a為最接近浮標(biāo)la-c的，所以它首先接收聲音信號(hào)。他的漂移周期 126a在第一脈沖序列120a開始之前開始計(jì)時(shí)，在最后一個(gè)脈沖序列120c結(jié)束之后完成計(jì) 時(shí)。
[0117] 下一個(gè)最接近水下航行器為40b，它的漂移周期126b在第一脈沖序列121a開始之 ill開始計(jì)時(shí)，在最后個(gè)脈沖序列121c結(jié)束之后完成計(jì)時(shí)。
[0118] 最遠(yuǎn)的水下航行器為40c，它的漂移周期126c在第一脈沖序列122a開始之前開始 計(jì)時(shí)，在最后個(gè)脈沖序列122c結(jié)束之后完成計(jì)時(shí)。
[0119] 圖15所示的不同步的方法的優(yōu)點(diǎn)在于與圖14相比，漂移周期的長度減少，所以在 這個(gè)例子中，漂移周期126a_c的長度稍微短于沖刺周期125a_c的長度（總共大約為7秒 的循環(huán)）。
[0120] 漂移周期126a_c的計(jì)時(shí)可以以多種方式變化。
[0121] 首先，可以通過估計(jì)來自每個(gè)浮標(biāo)的脈沖序列的到達(dá)時(shí)間進(jìn)行變化，并相應(yīng)地改 變漂移周期計(jì)時(shí)，然后，估計(jì)在漂移周期126a_c的開始及/或結(jié)束時(shí)間引起延遲的到達(dá)時(shí) 間。到達(dá)時(shí)間可以例如通過測(cè)量及記錄每個(gè)浮標(biāo)在前一循環(huán)中的脈沖序列的到達(dá)時(shí)間（相 對(duì)于當(dāng)前的循環(huán)）進(jìn)行預(yù)估?？蛇x地，可以調(diào)整該預(yù)估以適應(yīng)在最后一個(gè)循環(huán)后水下航行 器的移動(dòng)引起的任何預(yù)期的改變，例如如果水下航行器向浮標(biāo)移動(dòng)，則漂移周期在下一個(gè) 循環(huán)中提前，如果水下航行器遠(yuǎn)離該浮標(biāo)，則漂移周期在下一個(gè)循環(huán)中滯后?？蛇x地，該預(yù) 估可以根據(jù)水下航行器的移動(dòng)的方向及速度進(jìn)行調(diào)整，例如如果水下航行器快速的向浮標(biāo) 移動(dòng)，則該漂移周期比水下航行器慢速向浮標(biāo)移動(dòng)時(shí)提前的更多。
[0122] 該計(jì)時(shí)也可以通過測(cè)量每個(gè)水下作業(yè)處與其他水下航行器的接近度進(jìn)行變化，相 應(yīng)的改變漂移周期的計(jì)時(shí)-增加接近度以增加漂移周期的長度。這可以保證水下航行器不 產(chǎn)生干擾靠近的相鄰的水下航行器的噪音。
[0123] 盡管上面參考了一個(gè)或者多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做了描述，需要說明的是所做 的各種變化或者修改都不脫離如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種與水下航行器通訊的方法，該水下航行器包括推動(dòng)該作業(yè)車通過水的推動(dòng)系 統(tǒng)，該方法包括： a. 對(duì)一系列數(shù)據(jù)集進(jìn)行編碼以產(chǎn)生一系列編碼數(shù)據(jù)信號(hào)； b. 以一系列信號(hào)猝發(fā)的形式傳輸該編碼數(shù)據(jù)信號(hào)至水下航行器； c. 以由漂移周期分離的一系列推力脈沖操作該推動(dòng)系統(tǒng)，以使推動(dòng)系統(tǒng)在推力脈沖期 間以相對(duì)高的速率操作，在漂移周期以相對(duì)低的速度（例如〇)操作； d. 對(duì)推動(dòng)系統(tǒng)的漂移周期計(jì)時(shí)，以使每個(gè)信號(hào)猝發(fā)在漂移周期而不是推力脈沖期間到 達(dá)水下航行器；及 e. 在水下航行器處解碼該信號(hào)猝發(fā)來獲得該系列數(shù)據(jù)集。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該作業(yè)車包括具有導(dǎo)管的環(huán)形外殼，且在 推力脈沖期間及漂移周期水流過導(dǎo)管并產(chǎn)生浮力。
3. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，該編碼數(shù)據(jù)信號(hào)被第一傳輸 器在第一位置以一系列信號(hào)猝發(fā)的形式傳輸至該水下航行器，且進(jìn)一步包括： a. 對(duì)第二系列數(shù)據(jù)集進(jìn)行編碼以產(chǎn)生第二系列編碼數(shù)據(jù)信號(hào)； b. 由第二傳輸器在遠(yuǎn)離第一位置的第二位置處以第二系列信號(hào)猝發(fā)的形式傳輸?shù)诙?系列編碼數(shù)據(jù)信號(hào)至水下航行器； c. 對(duì)推動(dòng)系統(tǒng)的漂移周期計(jì)時(shí)，以使第二系列信號(hào)猝發(fā)中的每個(gè)信號(hào)猝發(fā)在漂移周期 期間而不是推力脈沖期間到達(dá)水下航行器；及 d. 在水下航行器處解碼第二系列信號(hào)猝發(fā)來獲得該第二系列數(shù)據(jù)集。
4. 一種操作水下航行器的方法，該水下航行器包括具有導(dǎo)管的環(huán)形外殼及推動(dòng)該作業(yè) 車通過水的推動(dòng)系統(tǒng)，該方法包括： a. 以由漂移周期分離的一系列推力脈沖操作該推動(dòng)系統(tǒng)，以使該推動(dòng)系統(tǒng)在推力脈沖 期間以相對(duì)高的速率操作，在漂移周期以相對(duì)低的速度（例如〇)操作，其中在推力脈沖期 間及漂移周期水流過導(dǎo)管并產(chǎn)生浮力； b. 在水下航行器處接收一系列信號(hào)猝發(fā)； c. 對(duì)推動(dòng)系統(tǒng)的漂移周期計(jì)時(shí)，以使每個(gè)信號(hào)猝發(fā)在漂移周期期間而不是推力脈沖期 間到達(dá)水下航行器；及 d. 解碼在水下航行器處接收的信號(hào)猝發(fā)以獲得一系列用他們編碼的數(shù)據(jù)集。
5. -種操作多個(gè)水下航行器的方法，每個(gè)水下航行器包括具有導(dǎo)管的環(huán)形外殼及推動(dòng) 該作業(yè)車通過水的推動(dòng)系統(tǒng)，該方法包括通過權(quán)利要求4的方法操作每個(gè)水下航行器的方 法。
6. -種與多個(gè)水下航行器通訊的方法，該方法包括通過權(quán)利要求1所述的方法與每個(gè) 作業(yè)車通訊的方法，其中，所述編碼的數(shù)據(jù)信號(hào)被同時(shí)以系列信號(hào)猝發(fā)的形式傳播至水下 航行器。
7. -種操作多個(gè)水下航行器來接收被傳播至多個(gè)水下航行器的系列數(shù)據(jù)集的方法，每 個(gè)水下航行器包括推動(dòng)該作業(yè)車通過水的推動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)每個(gè)作業(yè)車來說，該方法包括： a. 以由漂移周期分離的一系列推力脈沖操作該推動(dòng)系統(tǒng)，以使該推動(dòng)系統(tǒng)在推力脈沖 期間以相對(duì)高的速率操作，在漂移周期以相對(duì)低的速度（例如〇)操作； b. 在水下航行器處接收一系列信號(hào)猝發(fā)； C.對(duì)推動(dòng)系統(tǒng)的漂移周期計(jì)時(shí)，以使每個(gè)信號(hào)猝發(fā)在漂移周期期間而不是推力脈沖期 間到達(dá)水下航行器；及 d.解碼在水下航行器處接收的信號(hào)猝發(fā)以獲得一系列用他們編碼的數(shù)據(jù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5、6、或者7所述的方法，其特征在于，該作業(yè)車的推動(dòng)系統(tǒng)基本上被 同時(shí)操作以使所有作業(yè)車的漂移周期基本上在同一時(shí)間開始及結(jié)束。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5、6、或者7所述的方法，其特征在于，該作業(yè)車的推動(dòng)系統(tǒng)被異步操 作，以使該多個(gè)作業(yè)車中的至少第一個(gè)作業(yè)車的漂移周期與多個(gè)作業(yè)車中的至少第二個(gè)作 業(yè)車的漂移周期在不同的時(shí)間開始及/或結(jié)束。
10. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括測(cè)量（或 者每個(gè)）作業(yè)車的參數(shù)；并相應(yīng)地改變漂移周期的計(jì)時(shí)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，各漂移周期的計(jì)時(shí)的被不同步地改變， 以使該多個(gè)作業(yè)車中的至少第一個(gè)作業(yè)車的漂移周期的變化不同于多個(gè)作業(yè)車中的至少 第二個(gè)作業(yè)車的漂移周期變化。
12. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求該的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括估計(jì)信號(hào)猝發(fā)到達(dá) 該（或者每個(gè)）作業(yè)車的時(shí)間，并相應(yīng)地改變漂移周期的計(jì)時(shí)，其中，所估計(jì)的到達(dá)時(shí)間的 延遲引起漂移周期的開始及/或結(jié)束時(shí)間的延遲。
13. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括測(cè)量該（或者每 個(gè)）作業(yè)車與其他作業(yè)車的接近度，并相應(yīng)的改變所述漂移周期的計(jì)時(shí)，其中，增加接近度 引起漂移周期的長度增加。
14. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括測(cè)量該（或者每 個(gè)）作業(yè)車的移動(dòng)方向，并相應(yīng)的改變漂移周期的計(jì)時(shí)。
15. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括測(cè)量該（或者每 個(gè)）作業(yè)車的速度，并相應(yīng)的改變漂移周期的計(jì)時(shí)。
16. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述推力脈沖的平均持續(xù)時(shí) 間比該（或者每個(gè)）作業(yè)車的靜態(tài)周期的平均持續(xù)時(shí)間短。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述推力脈沖的平均持續(xù)時(shí)間少于該 (或者每個(gè)）作業(yè)車的靜態(tài)周期的平均持續(xù)時(shí)間的50%。
18. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，該（或者每個(gè)）推動(dòng)系統(tǒng)在 靜態(tài)周期期間產(chǎn)生基本上為零的推力。
19. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述（或者每個(gè)）推動(dòng)系統(tǒng) 包括一個(gè)或者多個(gè)旋轉(zhuǎn)的推進(jìn)器。
20. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，該（或者每個(gè)）水下航行器 從具有傳輸時(shí)鐘的傳輸器接收該系列的信號(hào)猝發(fā)，該傳輸時(shí)鐘用于確定該系列信號(hào)猝發(fā)的 計(jì)時(shí)，及該方法進(jìn)一步包括同步該（或者每個(gè)）作業(yè)車上的接收時(shí)鐘及該傳輸時(shí)鐘；且使用 該接收時(shí)鐘確定漂移周期的計(jì)時(shí)。
21. 根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，該信號(hào)猝發(fā)為聲音信號(hào)猝 發(fā)。
22. -種水下通訊系統(tǒng)，包括： 傳輸器，被程序化來執(zhí)行權(quán)利要求1的a及b步驟；及 一個(gè)或者多個(gè)水下航行器，每個(gè)作業(yè)車包括推動(dòng)作業(yè)車通過水的推動(dòng)系統(tǒng)及程序化的 控制及處理系統(tǒng)來執(zhí)行權(quán)利要求1中的C、d、及e步驟。
23. -種水下航行器，包括具有導(dǎo)管的環(huán)形外殼；推動(dòng)作業(yè)車通過水的推動(dòng)系統(tǒng)；及控 制及處理系統(tǒng)，對(duì)其編程以通過權(quán)利要求4所述的方法操作該水下航行器。
24. 如權(quán)利要求23所述的作業(yè)車，其特征在于，該環(huán)形外殼包括定義了該外殼的外部 輪廓的外層及設(shè)置了導(dǎo)管的內(nèi)層，其中，該控制及處理系統(tǒng)至少部分封裝在內(nèi)層與外層之 間的外殼內(nèi)。
25. 如權(quán)利要求24所述的作業(yè)車，其特征在于，該作業(yè)車還包括接收該信號(hào)脈沖的天 線，其中，該天線具有外部表面，該天線的外部表面與該內(nèi)層及外層齊平或者封裝在該內(nèi)層 與外層之間。
26. 多個(gè)水下航行器，每個(gè)水下航行器包括推動(dòng)作業(yè)車通過水的推動(dòng)系統(tǒng)，及控制及處 理系統(tǒng)，該控制及處理系統(tǒng)被編程以控制作業(yè)車執(zhí)行權(quán)利要求7中所述的步驟a到d。
【文檔編號(hào)】H04B11/00GK104245500SQ201380008282
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月2日
【發(fā)明者】哈里·喬治·丹尼斯·戈斯林 申請(qǐng)人:行走科學(xué)集團(tuán)有限公司