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第4章_长基线水声定位系统(LBL)

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第4章_长基线水声定位系统(LBL)汇总

第4章_长基线水声定位系统(LBL)汇总

T2
t2
t1 2
F3 T1＝t1/2
T2
F4
R2 c T2
应答器与TTS的距 离（多个）
8
2020/10/2
几种应用模式
舰船导航模式－－简化模型
F3 R1i
F4
F3 F4
9
由于被定位目 标（水面船） 到应答器的单 程传播时间的 求解方法一样。 因此，可以简 化表示。
图中船上问答 机询问信号用 F3表示（通常 只有一个频 率），应答器 回答信号用F4 表示（实际上 有几个应答器 就有几个回答 频率）。
2020/10/2
几种应用模式
长基线有缆潜器（TTS）导航模式
母船上只有接收机，TTS上装有问答机。 定位对象为TTS 求TTS与T的斜距R2 工作过程
设：接收时刻t1、t2 单程传播时间T1、T2 则，
T2
1 2 t2
1 T1 t1 2 t2
问答机
t1 t2 T2
F3
R2 cT2 R1 cT1
4
换插图？？
2020/10/2
引言
本章要解决的问题
本章主要研究利用海底应答器的长基线水声定位系统， 利用无线电浮标的长基线系统基本原理是相同的。
长基线系统的几种应用模式(定位解算时，依定位模 式的不同获取水声传播距离的方式也有所不同。)
海底应答器的标校（定位系统的阵元为应答器，因此 应答器的位置测量精度对定位精度有直接影响）
基线安装的位置：海底
特点：利用海底应
定位方法：长基线利用海底应答器阵来确定载体的位置 答器阵来确定载体
记录询问时刻和各应答器应答信号到达时刻
的位置----相对于
位置坐标：定位的坐标是海底应答器阵的相对坐标 海底应答器阵的相

海洋测绘名词解释

海洋测绘名词解释

第一章绪论1.名词解释(1)海洋测绘/海洋测绘学：研究海洋定位、测定海洋大地水准面和平均海面、海底和海面地形、海洋重力、海洋磁力、海洋环境等自然和社会信息的地理分布，及编制各种海图的理论和技术的学科。

(2)海洋：海洋是地球表面包围大陆和岛屿的广大连续的含盐水域，是由作为海洋主体的海水水体、溶解和悬浮其中的物质、生活于其中的海洋生物、邻近海面上空的大气、围绕海洋周缘的海岸和海底等部分组成的统一体。

(3)海岸带：海陆交互的地带，其外界应在15~20m等深浅一带，这里既是波浪、潮汐对海底作用有明显影响的范围，也是人们活动频繁的区域；其内界，海岸部分为特大潮汐(包括风暴潮)影响的范围，河口部分则为盐水入侵的上界。

(4)海岸线：近似于多年平均大潮、高潮的痕迹所形成的水陆分界线。

(5)潮上带(海岸)：高潮线以上狭窄的陆上地带，大部分时间里裸露于海水面之上，仅在特大风暴潮时才被淹没，故又称为潮上带。

⑹潮间带(海滩)：高低潮之间的地带，高潮时被水淹没，低潮时露出水面，故又称为潮间带。

(7)潮下带(水下岸坡)：低潮线以下直到波浪作用所能到达的海底部分，又称为潮下带。

(8)大陆边缘：大陆与大洋连接的边缘地带，也是大陆与大洋之间的过渡带。

通常由大陆架、大陆坡、大陆隆及海沟组成。

(9)大陆架：大陆周围被海水淹没的浅水地带，是大陆向海洋底的自然延伸，其范围是从低潮线起以极其平缓的坡度延伸到坡度突然变大的地方(大陆架外缘)为止。

(10)内海：亦称内水，指领海基线以内的水域。

(11)领海:沿海国主权之下的、与其陆地或内海相邻接的一定宽度的水域。

(12)领海基线：沿海国家测算领海宽度的起算线。

(13)毗连区：一种毗连国家领海并在领海外划定的一定宽度、供沿海国行使关于海关、财政、卫生和移民等方面管制权的一个特定区域。

(14)大陆专属经济区：领海以外并邻接领海，介于领海与公海之间，具有特定法律制度的国家管辖水域。

(15)绝对精度(点位精度)：指确定的点相对于某一参考点或坐标系的可靠性，属于外符合精度。

卫星-声学组合定位系统satellite-acoustics概要

卫星-声学组合定位系统satellite-acoustics概要

in tegrated positi oning system 卫星-声学组合定位系统satellite-acoustics卫星-声学组合定位系统是将卫星接收机接口和声学定位系统接口与计算机连接，并相应连接其他定位设备所组成的定位系统。

产品种类：1基于GPS孚标的水下长基线（LBL）定位系统1）定位精度与DGPS精度相当；2）定位范围20-100平方公里2高精度短基线（SBL）和超短基线（USBL）定位系统1 ）工作半径大于4公里2 ）定位精度优于1%斜距3 ）使用方便灵活3水下声学应答器/释放器可工作在水下1000米/4000米/8000米4水声通信链通信速率240-2400bps5根据用户需求的水下声学定位系统主要应用领域：海洋工程、水下考古、海洋资源勘探与开发、近岸工程、水下反恐、水下RUV/UUV/AUX定位与导航、蛙人/潜员水下定位与导航。

GAPS型全球声学定位系统仪器介绍：该系统是一套无需标定的便携式超高精度超短基线（USBL系统，它将惯性导航与水下声学定位完美地结合在一起，并融入了GPS定位技术。

这使它能最大限度地满足水面和水下定位及导航的需要。

可同时对多个水下目标（ROV AUV拖鱼）精确定位，并可提供高精度的姿态及航向数据。

即使在GPS数据中断或有跳点的情况下，仍不丢失定位数据。

在系统的有效作用距离内，不管水深多大，均可保持水下目标定位数据的高速更新输岀。

技术规格：水下定位精度：斜距的0.2%;有效距离:4000m ;覆盖范围:200o（声学阵下方）;工作频率:20〜30kHz。

法国IXSEA GAPS全球声学定位惯性导航系统♦惯性导航和水下声学宦位的完美组合GAPS是一套勿需标定的便携式、即插即用趙短基融声学宦位（USBL）制性导航磁它将高蓿度光纤紀螺惯性导就技术与水下声学址位究芙地结合在 -曲年融人了GF5测駁技术，斎逾可臥同时追踪爹个水F目标，这愎用妄須途的CAPS能呈大琨度她满足海jE j和水卜宦位及导航的要求"• 水下声学定位的一场革命传统的USBL系统由于涉及的外弼传感器多，如罗经、运动传感器、声学换能器等，在系统T作之前，等传感器之间的相对偏移虽需要宿确的测虽，系统还需要进厅海I.杯定。

海洋测绘名词解释

海洋测绘名词解释

第一章绪论1. 名词解释(1) 海洋测绘/海洋测绘学：研究海洋定位、测定海洋大地水准面和平均海面、海底和海面地形、海洋重力、海洋磁力、海洋环境等自然和社会信息的地理分布，及编制各种海图的理论和技术的学科。

(2) 海洋：海洋是地球表面包围大陆和岛屿的广大连续的含盐水域，是由作为海洋主体的海水水体、溶解和悬浮其中的物质、生活于其中的海洋生物、邻近海面上空的大气、围绕海洋周缘的海岸和海底等部分组成的统一体。

(3) 海岸带：海陆交互的地带，其外界应在15~20m等深浅一带，这里既是波浪、潮汐对海底作用有明显影响的范围，也是人们活动频繁的区域；其内界，海岸部分为特大潮汐（包括风暴潮）影响的范围，河口部分则为盐水入侵的上界。

(4) 海岸线：近似于多年平均大潮、高潮的痕迹所形成的水陆分界线。

(5) 潮上带（海岸）：高潮线以上狭窄的陆上地带，大部分时间里裸露于海水面之上，仅在特大风暴潮时才被淹没，故又称为潮上带。

(6) 潮间带（海滩）：高低潮之间的地带，高潮时被水淹没，低潮时露出水面，故又称为潮间带。

(7) 潮下带（水下岸坡）：低潮线以下直到波浪作用所能到达的海底部分，又称为潮下带。

(8) 大陆边缘：大陆与大洋连接的边缘地带，也是大陆与大洋之间的过渡带。

通常由大陆架、大陆坡、大陆隆及海沟组成。

(9) 大陆架：大陆周围被海水淹没的浅水地带，是大陆向海洋底的自然延伸，其范围是从低潮线起以极其平缓的坡度延伸到坡度突然变大的地方（大陆架外缘）为止。

(10) 内海：亦称内水，指领海基线以内的水域。

(11) 领海：沿海国主权之下的、与其陆地或内海相邻接的一定宽度的水域。

(12) 领海基线：沿海国家测算领海宽度的起算线。

(13) 毗连区：一种毗连国家领海并在领海外划定的一定宽度、供沿海国行使关于海关、财政、卫生和移民等方面管制权的一个特定区域。

(14) 大陆专属经济区：领海以外并邻接领海，介于领海与公海之间，具有特定法律制度的国家管辖水域。

水声定位

水声定位

各个水听器测的与目标的斜距为：
长基线水声定位系统
目标与原点的斜距为：
将式中
展开得：
从而得到：
ri
消去
r
可得方程：
用矩阵可写作：
其中，
但矩阵A奇异，因此方程有多个解，得不到唯一解。考虑再增加一个水听器， 并测得它与目标的斜距 r4，可得另一个方程：
消去
r 得：
用上式代替矩阵方程第三行，则矩阵A非奇异，方程组可得到唯一解。 但当水听器都位于同一水平面，且 仍然是奇异矩阵，可用三个水听器得测量值以及 已知时 ，矩阵A 联立，得方程组：
在海底布设由T1，T2，T3组成的水听 器接收基阵，在直角坐标系坐标分别为
T1 (x1, y1,z1), T2 (x 2 , y2 ,z2 ), T3 (x3 , y3 ,z3 ) ，水听器位置
校准后，则假定坐标为已知量。 各个水听器到原点的距离为：
di xi 2 yi2 zi2 (i 1, 2,3)
短基线水声定位
系统组成: 1) 被定位的船或潜器上至少有3个水听器。 2) 间距在5～20米的量级。 3) 水面船上面装有问答机 4) 一个同步信标（或应答器）置于海底 工作原理 问答机接收来自信标（或应答器）发出的信号， 根据信号到达各基元的时间，求得斜距，据此可计算 水面船相对于信标（或应答器）的位置。
超短基线定位系统的基阵长度一般在几厘米到几十厘米，与前两种不同，利
用各个基元接收信号间的相位差来解算目标的方位和距离。 若按照工作方式划分，以上三种定位系统都可以选择使用同步信标或应
答器工作方式。
询问器或问答机:是安装在船上的发射器和接收器。它以一个频率发出询 问信号，并以另一频率接收回答信号。接收频率可以多个，对应于多个应 答器，常常只相隔0.5kHz。发射和接收换能器是无指向性的。 应答器:是置于海底或装在载体上的发射/接收器。它接收问答机的询问信 号（或指令），发回另一与接收频率不同的回答信号。收发换能器无指向 性的。 声信标:置于海底或装在水下载体（潜器）上的发射器，它以特定频率不 停的发出声脉冲。它是自主工作的。声信标分同步式和非同步式两种。 响应器:置于海底或装在水下载体（潜器）上的发射器，它由外部硬件 （如控制线）的控制信号触发，发出询问信号。问答机或其它水听器接收 它的信号。它常用于噪声较强的场合。

第4章长基线水声定位系统LBL

第4章长基线水声定位系统LBL
两个应答器的情况
三个应答器的情况
用于4边形应答器阵的两种校准方法
1）条件方程法
2) 坐标变动法
16
2019/7/13
4.3 海底应答器阵的校准
两个应答器的情况
问答机
简单的方法是在应答器布
R1
放时利用无线电定位或
应答器1
GPS记下投放点的位置。
h
R2
应答器2
也可利用船上问答机与应 答器连续进行应答，测量 问答机与两应答器的距离。
20
2019/7/13
4.3 海底应答器阵的校准
四个应答器的情况 1）条件方程法
D
A6 A7
C
A5 A4
四边形的构成条件：
X
A8
四边形角度调整步骤为：
A1
8
A
由 Ai 360 式调整8个角度之和为0；
A3
A2 B
i 1
由式 A1 A2 A5 A6 0 和 A3 A4 A7 A8 0
应答信号
t3 2T1
问答机在t1时刻接收 到FSS发出来的信号
T1 F4
T5 t1
F2
F3
T3 F3
间隔 t3
T3 t2 t3 T1
15
R3 cT3
2019/7/13
4.3 海底应答器阵的校准
校准的目的：布放应答器时有误差≠GPS的数据。
本节提到的校准方法，即测量应答器的相对坐标，可以没有 GPS数据，在有GPS数据后可以得到应答器的绝对坐标，还 使校准方法简单化，可以绕着应答器航行，可以利用超短基线 ＋GPS初步确定应答器的位置，在通过解斜距方程，精确确 定应答器的位置。

水下通信定位导航技术分析及一体化展望

Vol. 43, No. 3Mar., 2021第43卷第3期2021年3月舰船科学技术SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGY水下通信定位导航技术分析及一体化展望王鹏，潘笑，温 雯，李 <> 王佳奇，姚 斌(中国舰船研究院，北京100101)摘 要：水下通信定位导航技术在海洋勘测、资源开发、海洋环境保护以及海洋军事行动等各种作业任务中都发挥着重要作用。

本文通过对近年来水下通信技术和水下定位导航技术的文献进行收集整理，从而对以上技术进 行分析，并且着重分析水下定位导航技术中的几种不同的方向。

最后对水下通信定位导航一体化设计中所需要解决 的关键技术进行分析及展望，对形成水下通信定位导航一体化组网、进一步提高水下通信的距离与可靠性以及提升定位导航的精确度提供研究基础。

关键词：水下通信；水下定位导航；一体化中图分类号：TN929.3 文献标识码：A文章编号：1672 - 7649(2021)03 - 0134 - 05 doi ： 10.3404/j.issn,1672 - 7649.2021.03.026Analysis and Integration prospect of underwater communicationpositioning and navigation technologyWANG Peng, PAN Xiao, WEN Wen, LI Jing, WANG Jia-qi, YAO Bin (China Ship Research and Development Academy, Beijing 100101, China)Abstract: Underwater communication, positioning and navigation technology plays an important role in various opera ­tional tasks such as marine survey, resource development, marine environmental protection and marine military operations. This paper analyzes the underwater communication technology and the underwater positioning and navigation technologybycollecting and sorting the literature of them, and emphatically analyzes several different directions of the underwater posi ­tioning and navigation technology. Then the key technologies in the integrated design of underwater communication, posi ­tioning and navigation are analyzed and prospected in the end of this paper.lt provides the research foundation for formingthe integrated network of underwater communication, positioning and navigation. Itfurther improves the distance and reliab ­ility of underwater communication, and improves the accuracy of underwater positioning and navigation.Key words: underwater commxmication ； xmderwater positioning and navigation ； integrated0引言随着深海战略目标的提出，走向深海、走向大洋是发展海洋事业、建设海洋强国的必经之路。

水声定位信标及多任务检测电路设计_硕士学位论文 精品推荐


关键词：水声定位，码分多址，多任务检测，时延估计，FPGA
中北大学学位论文
The Design of Acoustic Positioning Signal and Multi-User Detection Circuit Abstract
With the increase of the scope and frequency of the human activities in the ocean, and the growing demand for ocean development, acoustic positioning technology were received more and more attention of foreign and domestic scholars. However, the
第三章 水声定位信标设计
3.1 水声信道特点 ................................................... 16 3.2 水声定位信标设计 ............................................... 18 3.2.1 水声定位信标的复用方式 .................................... 18 3.2.2 水声定位信标的编码方式 .................................... 19 3.2.3 水声定位信标的调制方式 .................................... 22 3.2.4 水声定位信标的参数选择 .................................... 25 3.3 水声定位信标逻辑电路设计 ....................................... 27 3.3.1 m 序列发生逻辑电路设计 ..................................... 27 3.3.2 正弦信号产生逻辑电路设计 .................................. 29

长基线水声定位基阵阵形优化设计

长基线水声定位基阵阵形优化设计1. 研究背景与意义介绍长基线水声定位在海洋勘探、海事救援、水下建设等领域的广泛应用，并阐述基阵阵形优化设计的研究意义和应用前景。

2. 基阵阵形优化设计的原理与方法2.1 传统的长基线水声定位方法2.2 基阵阵形优化设计的原理2.3 基阵阵形优化设计的方法和流程3. 基阵阵形优化设计的关键技术3.1 基阵阵形的参数选取3.2 阵元间距的优化3.3 基阵长度的选择3.4 基阵与基线的配合4. 基阵阵形优化设计的实验分析4.1 设计实验方案4.2 实验结果分析4.3 结果验证与误差分析5. 基阵阵形优化设计的应用与展望5.1 基阵阵形优化设计在海洋勘探中的应用5.2 基阵阵形优化设计在水下建设中的应用5.3 基阵阵形优化设计在海事救援中的应用5.4 未来的发展和研究方向注：以上仅为提纲内容，具体的论文结构、排版和具体细节可根据需要进行调整。

长基线水声定位是利用声波在水中的传播特性，在海洋中测量水下目标位置的技术。

近年来，随着海事勘探、水下建设以及海洋环境监测等领域的不断发展，长基线水声定位技术也逐渐得到了广泛的应用。

长基线水声定位技术的优势在于精度高、可靠性强、波束宽度小、覆盖范围广，适用于各种复杂的水下环境。

因此，如何进一步提高长基线水声定位系统的性能和精度，是海洋工程领域亟待解决的一项问题。

基阵阵形优化设计是最近几年在长基线水声定位系统中广泛研究的一个领域。

传统的长基线水声定位系统主要采用三点定位和多边定位方法，这种方法需要多个声源和接收器的协作，无法有效地减少系统误差。

同时，由于声源和接收器的固定方式和位置的影响，传统的定位系统测量精度也有局限性。

而基阵阵形优化设计则可以通过合理的阵列布局和协同工作方式，有效地降低定位误差、提高定位精度，提高系统性能。

基阵阵形优化设计不仅仅是简单的阵列布局，还涉及到多个方面的优化设计。

比如，阵元间距、基阵长度、阵面朝向和配合基线等多个参数对系统性能影响需要进行详细的优化研究。

基于长基线水声定位系统水下定位技术初步应用研究

基于长基线水声定位系统水下定位技术初步应用研究田春和;秦建【摘要】Long baseline positioning system, referred to as LBL,is a kind of high precise deep underwater posi⁃tioning system. Based on analyzing the development situations of LBL, the positioning theory and method were stud⁃ied systematically according to the experiment in Songhua lake, and the problems of seabed beacons laying, fixation and recycle in 50 m water depth were solved in this paper. Then relative calibration (baseline calibration) method and absolute calibration (box⁃in) were explored, and the tracking and positioning mode of localizer was determined. An integrated system and a positioning process of LBL were formed, and the high precise underwater positioning da⁃ta were obtained.%长基线定位系统（Long Baseline），简称LBL，是一种高精度深水水下定位系统。

文章在介绍了国内外LBL发展现状基础上，通过松花湖LBL水下定位系统试验，介绍了其定位理论和方法，解决了50 m水深海底信标布放、固定及回收问题，探索了海底应答器相对校准（基线校准）、绝对校准方法，确定了定位标的跟踪定位方式，形成了相对完整的LBL水下定位流程和方法体系，得到了高精度水下定位数据，为实际工程应用提供了真实的理论基础。

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？
问答机在t3时 刻接收到T的 应答信号
T1
F4 F3
T5 t1
F2 间隔 t3
T3
F3
t3 2T1
T3 t 2 t3 T1
15
R3 cT3
2014-11-14
海底应答器阵的校准
校准的目的：布放应答器时有误差≠GPS的数据。
本节提到的校准方法，即测量应答器的相对坐标，可以没有 GPS数据，在有GPS数据后可以得到应答器的绝对坐标，还 使校准方法简单化，可以绕着应答器航行，可以利用超短基线 ＋GPS初步确定应答器的位置，在通过解斜距方程，精确确 定应答器的位置。
3
2014-11-14
引言
组成结构及原理
浮标形式的长基线系统
长基线系统的基元也可以是水 面无线电浮标。此时被定位的 目标上装有同步或非同步声信 标，诸基元接收的声信号需调 制为无线电信号发到一只母船 上进行处理，从而完成水下目 标的定位。由于无线电浮标在 海面上不固定，因此必须利用 装载其上的GPS接收机定时地 测定自身位置，与定位信号一 起发至母船。
FSS发出讯问信号（F2）， 母船接收时刻为t1； 在间隔 △ t3 时间后， FSS 发 出讯问信号（F3），应答器 接收，并回答（F4），母船 接收时刻为t2； 问答器发出讯问信号（F3）， 应答器回答（F4），母船接 收时刻为t3；
14
F4
T3
F3t1 T5源自t 2 t3 T3 T1
log(sin A1 ) log(sin A3 ) log(sin A5 ) log(sin A7 ) log(sin A2 ) log(sin A4 ) log(sin A6 ) log(sin A8 ) 0
由式
对“角度对”进行调整； 用式
调整角度，使奇数角度正弦的对数和等于偶数角度正弦对数和。
T3
应答器

11
2014-11-14
几种应用模式
1）母船询问的长基线FSS定位导航模式（母船讯问方式）
发F1、 F3、收F4
1 2 3 t3 2t T 1
F F 44 T1 F3
F1 →T ＝t /2 →R 5 1 5 F2
t1 2T5
T3 F3 →t2＝T5+△ t3+T3+T1
12
△t3 应答器
F3 T2
T1＝t1/2 F4
t1 T2 t 2 2
R2 c T2
8
应答器与TTS的距 离（多个）
2014-11-14
几种应用模式
舰船导航模式－－简化模型
由于被定位目 标（水面船） 到应答器的单 程传播时间的 求解方法一样。 因此，可以简 化表示。
F3
F4
R1i
F3 F4
图中船上问答 机询问信号用 F3表示（通常 只有一个频 率），应答器 回答信号用F4 表示（实际上 有几个应答器 就有几个回答 频率）。
19 2014-11-14
海底应答器阵的校准
四个应答器的情况 1）条件方程法
D A7 A6 X A8 A1 Q A3 A2 B A5 A4 C
四边形的构成条件：
Ai 360
i 1
8
A1 A2 A5 A6 0
A
A3 A4 A7 A8 0
AX DX
初值p，这种假设的位置近似精度愈低， 计算的时间愈长。
方法：真值坐标为(X4,Y4)，假设坐标
为p(X0,Y0)。由几何关系有
C12 X 1 X 0 Y1 Y0
2 2014-11-14
海底应答器阵的相 对坐标。
引言
基线长度 （m） 长基线 100～ 换能器（信标） 已知海底应答器阵的绝对地理位置，求各个应答器到被定位的对 LBL 6000 水域中 象的距离（测量时间） ，利用球面交汇，解算被定位对象的位置。 各个应答器的回答频率不同，各个应答器的回答频率也不同。 短基线 1～50 换能器布放在船 测量各阵元到被定位的对象（目标）的距离（测量时间） ，利用球 SBL 超短基线 USBL <1 的前后和左右 面交汇，解算被定位对象的位置。 船上（载体上） 通过测量两两阵元接收应答器（信标）应答信号的相位差，来解 基阵 算目标位置的。 基线位置 应用
t3 2T1
T3 t 2 t3 T1 R3 cT3
2014-11-14
几种应用模式
2）长基线同步鈡FSS定位导航模式
注意：设计一个工 作模式主要是考虑 能够求得各个距离。
问答机在t2时刻接收到 T发出来的信号
问答机在t1时刻接收 到FSS发出来的信号
t2 t3 T3 T1
两个应答器的情况
三个应答器的情况 用于4边形应答器阵的两种校准方法 1）条件方程法 2) 坐标变动法
16 2014-11-14
海底应答器阵的校准
两个应答器的情况 简单的方法是在应答器布 放时利用无线电定位或 应答器1 GPS记下投放点的位置。 也可利用船上问答机与应 答器连续进行应答，测量 问答机与两应答器的距离。 当两距离之和达到最小时， 此最小值即为两应答器间 的距离。
应答器的位置测量精度对定位精度有直接影响）
跟踪定位算法 应用实例介绍。
5 2014-11-14
几种应用模式
舰船导航模式 长基线有缆潜器（TTS）导航模式
（Tetherd Submersible）
长基线无缆潜器（FSS）定位模式 （Free Swimming Submersible） 母船询问的长基线FSS定位导航模式 长基线同步鈡FSS定位导航模式
20 2014-11-14
海底应答器阵的校准
四个应答器的情况 1）条件方程法
D A7 A6 X A8 A A1 A3 A2 B A5 A4 C
四边形的构成条件：
四边形角度调整步骤为：
由
8 i 1
Ai 360 式调整8个角度之和为0；
A1 A2 A5 A6 0 和 A3 A4 A7 A8 0
21 2014-11-14
海底应答器阵的校准
四个应答器的情况 2) 坐标变动法
坐标变动法校准是任意固定3点，由测
量数据通过最小二乘法来调整第4点。 优点：它可用于基阵中的任意点。 A
A8 A1 O1 D A7 A6 O3 A5 A4 C
X
O2 A3 A2 B
缺点：对每一点都需假设一坐标作为
sin A1 sin A3 sin A5 sin A7 1 sin A2 sin A4 sin A6 sin A8
log(sin A1 ) log(sin A3 ) log(sin A5 ) log(sin A7 ) log(sin A2 ) log(sin A4 ) log(sin A6 ) log(sin A8 ) 0
T2 F3
问答机
R2 cT2
R1 cT1
10 2014-11-14
几种应用模式
长基线无缆潜器（Free Swimming Submersible －FSS）定位模式 1) 母船询问方式
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T T1 、T 、T
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T5
定 位 对 象 为 FSS （TTS） 求T3→R3
换插图？？
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引言
本章要解决的问题
本章主要研究利用海底应答器的长基线水声定位系统，
利用无线电浮标的长基线系统基本原理是相同的。 长基线系统的几种应用模式(定位解算时，依定位模 式的不同获取水声传播距离的方式也有所不同。) 海底应答器的标校（定位系统的阵元为应答器，因此
舰船导航模式、有缆潜器导航模式以及无缆潜器 导航模式。
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几种应用模式
舰船导航模式 1）定位对象为水面舰船
舰上问答机发出询问信号， 频率 为F3 （通常为一个）
系统组成
工作原理
F41 F42 应答器的回答频率（多 个）统一记成 F4 可算出船与应答器之间的精确距 离。通过定位方程解算出船在应 答器阵中的相对位置坐标。
R1 问答机 h R2
应答器2
X xi Y yi
2
17
2
h cti , i 1,2,...,6
2 2
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海底应答器阵的校准 三个应答器的情况 x y z
2 2 j i j i
2 i
R2 ji
设问答机的深度 为0 在D、E、F点测 量应答器的深度 在A、B、C点测 量到三个应答器 之间的斜距 若要用最少的应 答器得到最大覆 盖范围，则阵形 应是等边三角形
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问答机与应答器的距离 （多个）统一记成 R1
F43
几种应用模式
舰船导航模式 2）定位对象为有缆潜器
依据同样的方法可以确 定另外2个应答器到TTS 的单程传播时间 T1、T3
系统组成
工作原理
设：询问时刻为0，船 上问答机接收应答信号 时刻为t1＝2R1/c ，TTS 收到应答信号时刻为 t2=T1+T2。从应答器到 TTS的单程传播时间为
(ξ 2,η 2,0)
Rji第j个测量与第i个应答器间的斜距
ξ、η有5个，x2、x3、y3共有8个未知数，9个方程
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海底应答器阵的校准
四个应答器的情况 1）条件方程法
4个应答器构成的4边形共有6根连线： 4个边和两个对角线。对这些连线进行 测量。由于4边形只要5个值便可唯一 A 确定，因而第6个量是冗余的。