长基线声学定位系统发展现状及其应用

声学定位技术是各类水下潜器的必备技术之一。重点介绍了水下长基线声学系统的组成、工作原理及国内外发展现状,分析了该技术的应用方向,为我国长基线声学定位技术的发展和应用提供参考。     

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。     

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。     

水声定位技术的发展现状与展望

文章简述了传统的3种声学定位系统的工作原理、系统构成以及各自的优缺点,分别举例说明了市场上典型产品的性能、应用情况,并重点介绍了当前声学定位技术发展的新情况,预测了声学定位技术在未来的发展趋势。     

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。     

水下拖体声学超短基线定位测量及其卡尔曼滤波技术

水声超短基线定位技术是探测水下目标的有效手段。超短基线定位测得的原始数据具有不同程度的随机离散性。为了得到能够真实反映目标运动轨迹变化的坐标数据 ,本文应用了卡尔曼滤波技术来处理定位原始数据 ,取得了良好的结果     

RTK GPS在超短基线声学定位系统安装校准中的应用

超短基线（uhra short base line,USBL）声学定位系统的换能器安装是具有一定方向性的,但是,在安装过程中,不能保证换能器方向与船艏方向严格一致,必然存在不可忽视的系统误差,影响了测量精度;因此,必须通过校准消除系统误差。本文应用高精度RTKGPS实现了换能器安装方向的校准,取得了满意的结果。     

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。     

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。     

基于军用小型水下运载器的组合导航定位系统研究

随着科学技术的不断发展,现代战争对武器装备提出了更新、更高的要求,由于受水域作战条件的限制.特种部队所使用的水下运栽器无法做到精确的导航定位,作战效能远没有得到充分的发挥.针对我国军用小型水下运栽器的需要,设计了组合导航定位系统,并介绍了系统组成、系统工作流程,通过试验验证.此系统性能优良.     

智能水下机器人水声精确定位技术的研究

讨论了智能水下机器人水声定位技术,给出系统的组成、定位教学模型。论述了提高定位精度措施,最后给出试验测量结果。     

AUV长基线系统海上应用中若干问题分析

对"CR-02"6 000 m自治水下机器人长基线声学定位系统海上试验中的若干问题从理论上进行分析和计算,并提出了解决方案。海上试验证明了方法的有效性和可靠性,为进一步的试验及应用积累工程经验。     

水声导航、定位技术发展趋势

水声导航、定位技术在海洋科学和海洋工程中有着广泛的应用,近年来已逐渐向高精度、多传感器、多手段融合的方向发展.本文以导航、定位声纳的发展为关注对象,概述了水声导航、定位技术在技术前沿上的发展状况,提炼出其技术发展趋势,并介绍了水声导航、定位技术的应用前景.     

Centimeter-Level Positioning of Seafloor Acoustic Transponders from a Deeply-Towed Interrogator

An array of three seafloor transponders was acoustically surveyed to centimeter precision with a deeply-towed interrogator. Measurements of two-way acoustic travel time and hydrostatic pressure made as the interrogator was towed above the array were combined in a least-squares adjustment to estimate the interrogator and transponder positions in two surveys spanning two years. No transponder displacements were expected at this site in the interior of the Juan de Fuca Plate (48^?11′ N, 127^?12′ W) due to the lack of active faults. This was confirmed to a precision of ±2 cm by least-squares adjustment. Marginally detectable blunders in the observations were shown to affect the transponder position estimates by no more than 3 mm, demonstrating the geometric strength of the data set. The accumulation of many hundreds of observations resulted in a significant computational burden on the least-squares inversion procedure. The sparseness of the normal matrix was exploited to reduce by a factor of 1000 the number of calculations. The acoustic survey results suggested that the near-bottom sound speed fields during the two surveys were in better agreement than inferred from yearly single-profile conductivity, temperature, and pressure (CTD) measurements.     

声波二次定位技术在KD-1高精度地震采集中的应用

滩浅海KD-1地区位于黄河入海口以北浅海水域及滩涂两栖地带,由于复杂的地表条件和表层结构条件,使得以往浅层资料分辨率较差、信噪比低、连续性较差,深层资料能量弱、信噪比低、干扰背景较大,小构造、小断层及潜山内幕不清晰。为了满足滩浅海高精度油气资源勘探的需要,在野外资料采集过程中,将检波器沉放到海底。因为随着海水深度和潮流的变化,使得海底检波点位置在水下发生偏移,故在放炮前需要对海底检波点位置进行声波二次定位,测得海底检波点在海底的实际坐标位置。通过对该区高精度地震勘探中声波二次定位资料的实际应用,取得了显著的应用效果。     

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.     

Turbo码在水下无线通信中的应用

详细阐述了Turbo码的原理，围绕Turbo码技术具体实现了一个水声通信系统，并用VC对系统进行仿真。仿真的结果及水池中获得的试验数据表明，该方案可使水下无线通信系统的性能得到显著改善。     

感应耦合技术在海洋声学同步测量中的应用

海洋声场环境研究需要对不同深度的海洋声学环境要素进行同步测量,而感应耦合数据传输技术可实现多个单通道水声测量仪之间的同步采集和记录。文中阐述了感应耦合数据传输技术的特点及其在海洋声学环境同步测量中的应用,介绍了一种利用感应耦合数据传输技术实现数据同步测量的声学浮标系统,详细描述了系统的方案设计、结构组成及感应耦合部分的关键技术。实验水池测试表明,该系统工作稳定可靠,数据同步性好,具有良好的应用前景。