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中国测绘科学研究院的优势在大地测量，而中国船舶重工集团公司第七一五研究所的优势是水声工程，强强联合，集成创新为项目的成功研制奠定了基础。 2004年，水下GPS系统经在浙江省千岛湖进行的试验表明，对于水深45米左右的水域，系统的水下定位精度为5厘米，测深精度为30厘米，水下授时精度为0.2毫秒，且测量误差不随时间累积。 这是继美国、德国和法国之后，我国科学家自主研制开发的精度好、功能强、自动化程度高的水下GPS系统。该系统的成功研制，打破了发达国家对水下高精度定位技术的垄断，填补了我国在水下高精度定位导航和水下工程测量领域的空白。正因为这个项目的开创意义，被两院院士评为“2004年全国十大科技进展新闻”。 质量控制是系统开发关键 水下GPS系统是GPS系统和水下声学系统的集成，主要由差分GPS基准站、水下收发机、GPS浮标和船基控制中心等四部分组成。 “该系统可以将水面浮标看成是GPS卫星，水声信号看成是GPS无线电信号，水下目标看成GPS接收机，水下目标在水中可以任意移动，系统实现动态定位。同时，系统各部分采用无线连接。水中通过水声信号，水面采用无线电信号，所以该系统称为水下GPS系统。” 程鹏飞介绍说，当水上用户需要跟踪水下目标时，就从数据控制中心的监控界面向水下导航收发机(安装在水下目标上)发送定位请求信号，水下导航收发机激活后向GPS浮标发射定位信号，GPS浮标将水声定位信号、浮标姿态校准数据、GPS信号等信息进行调制后发送到数据控制中心。数据控制中心将GPS基准站差分信号与以上信息融合处理后计算出水下目标的位置，并动态显示水下目标在大地测量坐标系中的位置。 同样道理，当水下目标需要导航时，水下用户通过用户接口激活安装在水下目标上的水下导航收发机，向GPS浮标发射定位信号，同时向数据控制中心发射导航请求信号。数据控制中心将信息融合处理后计算出水下目标的位置，经调制后发射到水下导航收发机。 该系统不仅可以从水上(海面、沿岸陆地或飞机上)对水下目标跟踪监视和动态定位，还实现了水下设备导航、水下目标瞬时水深监测、水下授时、水下工程测量控制和施工放样等功能。 水下GPS系统是一项综合大地测量、水声工程、无线电、海洋设备与机械工程和海洋物理等多学科复杂的系统工程。系统研制过程的质量控制是成功开发系统的关键。 为此，项目组以系统工程为指导，形成水下GPS系统的技术指标体系，并在此基础上，建立了系统研制全部过程的量化质量控制体系。在研制过程中，项目组始终关注着关键技术的研制开发、子系统接口与集成、系统联调与集成的质量，从而保证了水下GPS系统的研制开发按照事先设计的总体方案顺利进行，并突破了多项技术难关。如自主研制加工的信号处理板、控制板累积48块，进行关键技术测试与局部试验30多项，在研制过程中几乎没有出现较大工作量的返工，特别是系统集成与联调工作基本一次到位，湖上试验也一次获得初步成功。 (责任编辑：admin) |