超短基线声学定位原理及其应用

声学定位系统（Acoustic Positioning System)的技术研究和应用开发在现代海洋科学调查中起着重要作用。以挪威Simrad公司的HPR410P超短基线定位系统为例，从几方面讨论了超短基线（Ultrashort Baseline)声学定位系统的原理、应用范围、定位误差来源及其相应的修正方法；通过最大程度地减少误差来提高系统的定位精度，从而获取高质量的海洋科研调查资料。     

超短基线定位系统的误差分析

本文对超短基线定位系统的误差进行了分析,建立了定位的随机误差和测量值误差之间的关系,指出了提高定位精度的某些方法和措施.     

水下声学定位系统及其应用

分析了短基线、长基线和组合水声定位系统的特点，并就国内外声学定位系统的技术发展，对水声定位系统的分类及其原理、定位精度、发展现状与应用等方面进行了讨论。     

深海超短基线声学定位系统计算目标水平距离的一种新方法

对深海环境中工作的潜器或设备载体进行定位测量是深海调查的重要任务之一，本文基于射线声学原理对超基线声学定位系统的定位数据提出了一种迭代处理算法，能够得到非常精确的水平距离测量结果，这种方法对于大洋调查的深拖系统和其他下水设备定位有重要的现实意义。     

基于最小二乘法的超短基线水声定位系统校准方法

超短基线水声定位系统是海洋工程及水下无人系统中应用较广泛的精密仪器设备,为了提高对水下目标的定位精度,在使用前需对其进行校准。描述了一种基于最小二乘法迭代修正的超短基线水声定位系统校准方法,该方法以最小二乘法为基本原理,通过多次迭代修正的方式,修正基阵与GPS天线之间的平移偏差以及基阵与罗经之间的旋转偏差,从而提高系统的测量精度,最终通过湖上试验验证了该方法的有效性。     

超短基线定位系统在深拖探测中的应用

作为水下探测设备的载体,深拖系统可长时间大范围的进行海洋调查,其水下位置的准确与否,将直接关系到探测资料的可用度。该文从深拖水下导航定位的关键技术问题出发,总结了适用于深拖系统的水下定位方法,重点介绍了具备高稳定度、高精度等诸多优点的超短基线声学定位系统。结合实例,阐述了超短基线定位工作原理、误差分析及数据处理方法,在拖曳系统匀速直线运动状态下,基于抗差自适应卡尔曼滤波算法对超短基线定位数据进行了处理,滤除了定位数据中的跳点,得到了较平滑且与原始数据相吻合的滤波数据。     

超短基线水下定位系统通信接口的实现方法

介绍了超短基线水下定位系统通信接口的软件实现原理和方法,详细讨论了程序中的几个关键问题,给出了以V isual C 为开发平台下的软件实现关键代码,并通过试验验证其有效性。     

GPS差分定位系统动态RTK性能分析

针对岛礁周围海洋环境测量的位置保障需求,以具备NavCom的StarFire差分服务的调查测量母船作为基准站,机动测量测量艇作为流动站,通过动态RTK的模式进行定位。设计了固定流动站、基准站与流动站相对位置固定和基准站与流动站相对运动3种场景对NavCom GPS差分定位系统的性能进行了分析研究,结果表明动态RTK模式下NavCom GPS差分定位系统可获得分米-亚米级的精度。     

GAPS：全球海洋水下定位系统

从1990年中期以来，由于全球定位系统的出现，水面载体的定位已不成问题。今天，使用简单的装置（除了部队特别的应用之外）任何水面载体都可以精确地定位。因为电磁波在水中第一厘米很快地衰减，GPS不能在水下工作。传统的可用系统和根据水面浮标与超短基线（USBL）声学定位系统引出来的长基线声学定位系统一样，不能满意地解决定位问题。     

超短基线水声定位系统动态定位误差测试研究

现有对超短基线水声定位系统的误差研究多集中在静态领域,鲜有文献对其动态误差进行研究。 以 GAPS 作为主要试验设备对超短基线水声定位系统的动态误差进行了相关研究,提出了一种超短基线水声定位系统动态定位误差测试方法。使用圆概率误差半径进行度量,并通过湖上实验对 GAPS 的动态误差进行了测算,为水下定位系统校准/标定方法的研究奠定了重要基础。     

GPS RTK技术在舰船抗冲击试验中的应用

在舰船实船海上抗冲击试验中,需要对爆源与被试舰的相对位置关系进行实时定位监测。对基于GPSRTK技术的试验定位系统的设计思路、工作原理、数据处理方法、组成与实现等方面进行了阐述,最后介绍了系统应用效果。     

高精度水下定位的一种实现方案

提出了一种运用GPS和超短基线等设备实现潜器水下高精度定位的方案,给出了完整的定位解算数学模型,并进行了误差仿真分析。     

RTK GPS在无验潮水深测量中的应用

介绍了应用全球定位系统实时动态测量（RTK GPS）技术进行无验潮水深测量的基本方法，并在实际工作中进行了验证。     

Acoustic Theory Application in Ultra Short Baseline System for Tracking AUV

The effective tracking area of ultra short baseline (USBL) systems strongly relates to the safety of autonomous underwater vehicles (AUVs). This problem has not been studied previously. A method for determining the effective tracking area using acoustic theory is proposed. Ray acoustic equations are used to draw rays, which ascertain the effective space. The sonar equation is established in order to discover the available range of the USBL system and the background noise level using sonar characteristics. The available range defines a hemisphere like enclosure. The overlap of the effective space with the hemisphere is the effective area for USBL systems tracking AUVs. Lake and sea trials show the proposed method's validity.     

RTK GPS在海岸工程中的应用

随着GPS技术的发展，具有RTK功能的GPS接收机不但在平面位置上可以达到厘束级，而且以WGS84为参考椭球的垂直高程也可以达到厘束级，因而被广泛地应用于海岸带测量中。本文介绍了RTKGPS在海域勘界、无验潮模式水深测量方面的一些具体应用。     

短基线水声定位精度仿真研究

采用数值仿真方法,重点研究了测深、测距精度及定位点与测量基阵的位置关系等因素对短基线水声定位精度的影响,为设备研制方案的确定以及试验测量方案的制定提供了有效参考。     

单一移动天线RTK监测船只升沉的测试结果及其分析

根据单一移动天线的GPSRTK测试试验,分析了GPSRTK的测试结果。试验表明在一般海况下单一移动天线的GPSRTK是监测测量船实时升沉的又一种有效手段,对提高海上测深精度具有重要意义。     

Precise Positioning of Ocean Bottom Seismometer by Using Acoustic Transponder and CTD

We have obtained precise estimates of the position of Ocean Bottom Seismometers (OBS) on the sea bottom. Such estimates are usually uncertain due to their free falling deployment. This uncertainty is small enough, or is correctable, with OBS spacing of more than 10 km usually employed in crustal studies. But, for example, if the spacing is only 200 m for OBS reflection studies, estimates of the position with an accuracy of the order of 10 m or more is required.The determination was carried out with the slant range data, ship position data and a 1D acoustic velocity structure calculated from Conductivity–Temperature–Depth (CTD) data, if they are available. The slant range data were obtained by an acoustic transponder system designed for the sinker releasing of the OBS or travel time data of direct water wave arrivals by airgun shooting. The ship position data was obtained by a single GPS or DGPS. The method of calculation was similar to those used for earthquake hypocenter determination.The results indicate that the accuracy of determined OBS positions is enough for present OBS experiments, which becomes order of 1 m by using the DGPS and of less than 10 m by using the single GPS, if we measure the distance from several positions at the sea surface by using a transponder system which is not designed for the precise ranging. The geometry of calling positions is most important to determine the OBS position, even if we use the data with larger error, such as the direct water wave arrival data. The 1D acoustic velocity structure should be required for the correct depth of the OBS. Although it is rare that we use a CTD, even an empirical velocity structure works well.