用数值计算方法分析潜艇计程仪测速误差

介绍潜艇水压式计程仪的使用原理和方法,分别对SUBOFF潜艇在水面和水下两种航行状态进行了三维粘性数值模拟,获得潜艇计程仪相关部位的流场信息,利用这些信息仿效计程仪的测速过程,得出潜艇水压式计程仪"水上标定,水下用"将会使潜艇测速结果低于实际航速的结论.     

国内外多普勒计程仪发展现状和展望

声学多普勒测速计程仪（DVL）是利用多普勒效应研制的一种为水面、水下载体提供速度信息并计量航程的自主导航设备。对DVL的发展现状进行了分析,对美国Teledyne RDI公司目前在产的4款DVL系列化产品特征和性能进行了阐述。针对当前研究的关键技术难点,如大深度多普勒计程仪体积受限、水面航船空化造成能量衰减导致作用距离降低、航船姿态摇摆和安装误差、非典型海底地形等因素导致解算错误等问题进行了分析,从工程实用角度展望并分析了未来的研究发展趋势及面临的挑战,为高精度DVL产品的设计提供了有益参考。     

计程仪测速创新方法研究

为了在非理想环境的测速场或者没有测速场进行相对计程仪的准确测速,在通用方法基础上,论述了两种切实可行有效的测速新方法,通过理论及实验证明,实用性较强,具有一定的推广价值。     

大倾角时的声学多普勒测速公式误差分析

国内外在声学多普勒测速误差分析和修正算法方面已作了大量的研究工作.一般认为JANUS配置方式下,多普勒频移公式的简化误差可忽略.文中从理论上对多普勒测速的原理公式的简化过程进行分析,研究了大倾角状态下的测速公式的相对误差,认为在高速、大倾角工况下公式简化误差不可忽略,并提出了修正公式.     

用于水下运载器的高精度多普勒计程仪开发

文中主要介绍了高精度多普勒计程仪的原理及组成,在863计划的资助下成功开发了该多普勒计程仪的样机,并取得了很好的实验效果,正在走向产业化。     

基于GPS单点测速的海浪测量方法初探

首先分析比对了已有的测波方法,阐述了将GPS单点测速应用到测波中的优点.然后讨论了基于多普勒频移的测速方法,并分析了各类误差对测速精度的影响.最后利用静态数据进行动态测速模拟试验和实测动态数据测速与RTK (Real Time Kinematic,实时动态测量系统)位置差分测速进行—致性检验.结果表明,使用静态数据采用...     

GPS单点测速技术在海浪测量中的应用研究

分析比对了GPS单点测速技术与其他已有测波手段的不同,讨论了基于多普勒频移的GPS测速方法,并分析了各类误差对测速精度的影响。分别利用原始多普勒值和导出多普勒值进行了静态测速试验和动态测速试验,将导出多普勒测速结果与RTK（RealTimeKinematic,实时动态测量系统）位置差分测速进行了比测。结果表明,使用静态数据采用高频导出多普勒值测速的精度可以达到亚厘米级每秒,而采用原始多普勒观测值进行测速因接收机型号的不同,结果差异较大;动态测速试验中,采用导出多普勒测速的方法与RTK位置差分测速的符合精度可达cm／s。     

中国科学院声学研究所 海洋声学技术实验室

海洋声学技术实验室成立于1987年,现总人数36人,包括研究员4人,副研究员3人,其中博士生导师2人。 在朱维庆研究员领导下取得了多项成果：1．高分辨率海底成像技术,高分辨率测深侧扫声纳达到国际领先水平,测量海底微地形地貌,已形成深水和浅水系列。2．声学测速技术,大深度声相关计程仪和声相关海流剖面仪适用于深水远程导航系统和深水流场测量,我国是掌握了此项技术的世界上少数国家之一;拥有自主知识产权的声多普勒海流剖面仪和声多普勒计程仪,已成功地应用到各个方面。3．水声通信技术,独立提出了性能优良的水声相干通信技术,     

海洋中测温传感器的误差及其补偿方法

现代海洋仪器正向连续自动记录和自动化方面发展着。目前，电测式的海洋温度测量仪器，大都是由测温传感器、探测电缆和自动记录的二次仪表组成。     

声学海流计多普勒信号的采集与处理

本文对超声波多普勒信号的噪音作了初步分析,探讨了在背景噪音污染严重的情况下采集多普勒信号的方法,并经实践验证了多普勒信号的采集与处理方案。 .     

SeaBeam2100多波束系统的声速误差分析

声速是多波束测深系统进行水深测量的重要参数。以SeaBeam2100多波束系统为例,结合实测资料,以MB-system多波束处理软件为辅助,对声速数据进行了分析,并深入探讨了声速剖面对SeaBeam2100多波束系统测深精度所产生的影响。研究表明,声速(尤其是表层声速)对所测水深的精确度起着关键作用。合理的声速剖面是获得高精度多波束测深资料的基本保证。     

水声扩谱通讯中的自适应多普勒补偿方法

本文介绍了一种水声扩谱通讯中，应用子波对多普勒效应进行补偿的方法。针对多普勒效应本身是否会随时间变化，分别应用直接估计、自适应估计的方法。其中自适应多普勒补偿方法同自适应信道均衡算法结合在一起，对多普勒漂移、信道参数进行联合估计。两种方法都应用了子波变换对多普勒展宽程度进行估计并用线性插值进行补偿。计算机仿真结果令人满意。     

水声时变信道下OFDM系统运动多普勒补偿

通信节点之间相对移动产生的多普勒频率变化将会造成正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统子载波干扰,影响OFDM通信系统性能.针对由收发端相对运动引起的子信道干扰,提出了PEMD-WFFT(Pilot Empirical Mode Decompo...     

投放式声学多普勒海流剖面仪的盲区优化和数据处理误差控制

为了进一步完善投放式声学多普勒海流剖面仪(LADCP)测量和资料后处理技术,通过海上观测实验和资料分析,优化了盲区长度的设置,改善了第一观测层的资料质量;分析了下放过程和上升过程的不同测量误差,并反馈到对测量过程和资料后处理的质量控制,提出了较完备LADCP测量系统的必要组成。通过和相应的底跟踪结果及走航ADCP观测结果的比对分析,LADCP测量及资料后处理结果的可信性得到了初步验证。     

Acoustic Doppler current meter

A current meter designed to measure velocity profiles in the water column above the bed is described. The solution proposed is a coherent backscatter Doppler sonar system using a single transducer. A range-velocity product of 20 m²/s can be achieved by combining state of the art sonar techniques with new processing methods and careful, highly flexible design. Large range-velocity products and very short range resolution together with the possibility of acquiring sensible results without averaging over long time periods are features of this current meter     

扰动重力补偿惯性导航系统误差分析

重力扰动是高精度惯导系统的主要误差。 讨论了减小扰动重力场对惯性导航系统影响的方法,以分辨率为 1''×1''的某区域垂线偏差数据为背景场,对采用实时补偿扰动重力数据的情况进行仿真。 建立梯度仪补偿惯导系统的扰动重力模型,与无重力梯度仪辅助惯导的误差进行数值比较,讨论同一重力异常背景场扰动重力对惯导系统影响,最后建立基于重力梯度仪的 Kalman 滤波方程,结合惯导系统对引入梯度仪补偿扰动重力的情况进行估计,结果表明可以很好的抑制扰动重力引起的速度误差。     

海洋声速起伏对声传播及定位精度影响分析

海洋中声速起伏导致水声信道发生变化,进而引起声线到达结构的变化,对水声传播及定位精度产生一定影响。为讨论这一效应,基于TDOA体制建立了考虑声线弯曲的水下目标无源定位模型,分析了声速起伏对水下声传播路径及传播时间的影响,进而研究了声速起伏对水下无源定位测量精度影响程度。结果表明:当水平传播距离较大时,声速剖面起伏对声传播路径及传播时间的影响更为显著;以典型四元阵为例,若基线长度为20 km,接收阵位于水下5 km处,在不考虑其它随机误差影响下,海洋声速起伏造成的声源定位误差量级在0.5 m以内。分析结果有助于更好地利用环境特征优化无源定位测量方案,可为高精度水下无源定位系统设计及精度评估提供依据。     

高速水声通信中的相位补偿研究

利用相位补偿来解决高速水声通信中的载波恢复问题,并分析了联合相位补偿和信道均衡时的系统性能。研究结果表明：使用相位补偿后,均衡器可以有效地抵抗频率偏移造成的信道相位旋转,跟踪频率偏移能力提高了一个数量级以上。