基于GNSS-A的海洋声速变化估计及其对定位的影响

声速时空变化是影响水下定位精确度的重要因素.首先，根据声线跟踪原理推导出了包含声速扰动的观测方程，并采用三次B样条曲线对声速扰动时空模型进行建模；之后，提出利用最小范数条件选择最优超参数，实现海底应答器坐标与声速时空模型的联合估计.采用2019年7月3000 m水深实测声学数据计算了海底站点的坐标、声速的连续时间变化与二维空间梯度.结果表明，3组数据集之间E/N/U分量的最大差异分别为0.391,0.035和0.120 m,海底坐标解算内符精度达到cm级；声速时间变化小于1 m·s^-1,呈现明显的日变化和内波引起的短周期波动特性；声速空间变化小于0.1 m·s^-1,空间梯度小于0.04 m·s^-1·km^-1;不同数据集定位结果的差异是由于声速的周期性时间变化引起的.