一种快速自适应船载水声定位系统设计

提出一种可快速布置、自动适应阵型、基于同步信标的高精度船载短基线水声定位系统。该定位系统采用柔性短基线四元阵,可布置在各型试验船或测量船,利用回波测距,自动计算出试验船上4个声基元布放点的坐标位置关系,再结合双天线卫星罗经的GPS高精度定位、定向数据,快速生成短基线阵在大地坐标系中的位置。描述了该定位系统的系统原理、组成和工作过程,并完成了一套用于湖上试验场的定位系统,试验效果较为理想。     

水声定位技术的应用

1前言目前在水下进行定位和导航最常用的方法就是声学方法。由水下声发射器及接收器相互作用,可以构成声学定位系统。按接收基阵或应答器阵的基线长度,可分为长基线、短基线和超短基线三种声学定位系统。根据不同的定位要求,可以利用不同的定位系统。声学定位技术是对已知目标在一个特定的时间和空间中进行定位的技术。随着电子计算机微处理技术的发展和应用,它可以实时、快速、连续自动地显示出所需要的位置信息。声学定位系统与其它导航系     

基于罗经/DVL/水声定位系统的水下组合导航方法研究

针对基于罗经/DVL航位推算系统位置误差积累的问题,研究基于罗经/DVL/水声定位系统的水下运载体组合导航定位方法,设计了组合导航方案,建立了基于航位推算系统的误差方程,在此基础上引入水声定位系统的位置量测信息,设计了卡尔曼滤波器,实现了罗经/DVL/水声定位系统的信息融合。最后对研究的方法进行了计算机仿真和半物理仿真实验。实验结果表明,该方法抑制了航位推算系统位置误差发散,且减小了水声定位数据波动幅度,实现了水下运载体的高精度导航定位。     

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.     

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。     

水声定位系统中迭代适应点分层的声线修正算法

水声定位系统中, 声线弯曲是造成定位误差大的主要原因, 本文针对该问题提出了一种迭代适应点分层(IAPL)的声线修正算法, 将声速剖面筛选分层修正声线。首先搭建水声定位模型, 通过拟合目标海域的监测数据, 得到声速高次函数; 其次探究声线弯曲时目标位置与掠射角的关联性, 由此构造出声线插值函数并求解路径参数; 最后提出划分原则, 精简声速剖面分层。仿真结果表明, 所提算法定位误差较低, 分层精简率均维持在48.04%的水平, 使计算量平均下降可达50.27%, 能够最大程度保留声速剖面的原始特征, 减少分层数量, 提高计算效率。     

基于航位推算/水声定位系统的水下拖体组合导航方法

针对航位推算系统位置误差发散、水声定位系统输出信息波动大的特点,利用基于航位推算/水声定位系统的组合导航方法进行深拖系统导航定位。先利用多普勒速度仪和罗经的输出数据进行航位推算得到拖体位置,然后将此位置与水声定位系统输出的位置进行数据融合,得到连续、平滑的高精度深拖系统导航数据,实现水下拖体的高精度定位。应用此方法对海试实验数据进行了处理,实验结果表明:采用组合方法后,既限制了位置误差的发散,又减小了数据波动幅度,可以得到平滑的高精度位置。     

船用拖曳体水声跟踪定位系统

本文介绍利用声学超短基线定位原理设计的一种船用拖曳体水声跟踪定位系统。本系统可以在舰船航速为７～１２ｋｎ的情况下对水下拖曳体进行跟踪定位，其定位精确度优于±０．８°。本文简述了它的基本性能、工作原理、关键技术及试验结果。     

基于矢量信号处理的水声定位系统

将传统的水声定位系统与矢量水听器相结合，设计了一种全新的轻便型长基线被动水声定位系统。介绍了系统的组成和工作原理，并结合近年来出现的矢量信号处理技术，设计了新的实时信号处理软件。经湖试和海试，系统的可行性得到了初步的验证。     

多波束测深系统声速校正

海水声速是多波束测深系统进行水深测量的基本参数之一,声速剖面正确与否直接影响测量结果的精度和可靠性。声速校正为多波束测深系统提供了正确的声速剖面,根据声速剖面垂向上的变化规律,对原始声速数据进行科学采点,运用软件方法或实验方法对声速剖面进行编辑获得声速数据,最终取得合理可靠的水深值。这里对南海SA12试验区采集的声速资料进行了分析,以SeaBeam2100多波速测深系统为例,对声速校正的技术方法进行了探讨。     

用于天然气水合物调查的轻便型声学深拖系统总体方案分析

论证了用于天然气水合物调查的轻便型声学深拖系统的总体方案,其拖曳方式选择是其核心问题之一,重力型拖体操作方便但稳定性差,弱正浮力型拖体稳定性好而操作复杂。首先论证了两型声学深拖的运动性能,分析了提升重力型拖体稳定性的措施,结果表明,重力型拖体俯仰运动稳定性显著弱于弱正浮力型拖体,并且各项改善措施对于稳定性提高不显著。其次对测深侧扫声呐、多波束测深声呐、浅地层剖面仪和声多普勒测速仪等声学深拖系统主要搭载声呐开展分析,准定量的得到对拖曳平台稳定性的要求。综合考虑拖体稳定性、配套装备要求、开发经验和成本等因素,为了获得更好的探测结果,最终确定采用弱正浮力型拖曳系统,并给出了系统的总体设计方案。     

DTA-6000声学深拖系统在富钴结壳探测中的应用

富钴结壳作为一种潜在的海洋矿产资源逐渐引起人们的关注,研究发现海山微地形是影响富钴结壳分布的重要因素。DTA-6000声学深拖系统是我国具有自主知识产权的第一套深海拖曳观测系统,其最大工作深度6 000 m,该设备上安装的高分辨率测深侧扫声纳和浅地层剖面仪能够分别获得高分辨率的海底地形地貌和浅地层剖面。它的测深覆盖范围600 m,侧扫覆盖范围800 m。声学深拖系统因其高效和价格优势,被列为富钴结壳资源调查的常规设备。大洋29航次中,DTA-6000声学深拖系统在采薇海山完成2条测线共约50 km海山斜坡的探测,获得了高分辨率的地形地貌数据和浅地层剖面数据。介绍DTA-6000声学深拖系统及其在富钴结壳探测中的应用,并对探测结果进行了分析。     

深海拖曳系统定位技术及其应用与展望

阐述了海洋地球物理导航和水下声学导航等水下定位的技术方法,着重探讨了水声定位在深拖系统定位中的应用。分别简述了3种传统的声学定位系统的优缺点,并详尽介绍了超短基线定位系统,分别举例说明市场上典型产品的性能及应用情况,指出了在水下拖体导航中有待解决的关键技术问题及其发展方向,重点介绍了当前水下拖体定位技术发展的新方向,认为组合式声学导航和融合导航将成为未来的研究热点。     

天然气水合物勘查声学深拖系统研发方案

随着海底天然气水合物勘查工作的深入发展,近海底探测技术的应用越来越多,声学深拖技术的应用便是其中之一。简要介绍了目前深海探测中使用的多种弱正浮力型及重力型声学深拖系统,提出了用于天然气水合物勘查的重力型声学深拖系统的自主研发思路,论述了研发工作涉及到的若干关键技术。     

一种水声定位数据后置处理方法

文章给出了定位数学模型和递推最小二乘算法,并且讨论了数据后置处理的过程和最小二乘法在数据后置处理中的应用,最后详细介绍了水池试验数据的处理结果。实验结果表明,利用递推最小二乘法能够有效地对定位结果进行平滑处理。     

微机控制的极轨卫星全自动跟踪接收系统

本系统在我们原有的卫星信号微机采集与处理系统的基础上，吸取国外工作站系统的自动化优点实现了微机控制的无人值守全自动跟踪接收极轨卫星数据。     

HiPAP 100与Global Mapper接口软件的研制

水下定位系统在海洋地质调查中应用越来越广泛,HG接口程序为HiPAP100水下定位系统在海洋地质调查的进一步应用搭建了很好的桥梁。主要介绍了HG接口程序的功能、系统分析与设计,完成程序的关键技术与算法,开发HG接口程序的过程与步骤。     

基于“发现”号ROV的近海底综合声学调查系统及其在台西南冷泉调查中的应用

随着海洋调查技术的发展和海洋研究的深入,基于深潜器平台的近海底调查在海洋调查与研究中的综合应用日趋常态。基于这一背景,本文介绍了搭载于"发现"号缆控水下机器人(remotely operatedvehicle,ROV)的近海底综合声学调查系统及其在台西南冷泉区的应用实例。基于"发现"号ROV平台的近海底综合声学调查系统主要由R2Sonic2024多波束测深系统,模块一体化的侧扫声纳-浅地层剖面系统和水下综合定位与导航系统构成。该系统的配置极大地扩展和完善了"发现"号ROV的近海底调查能力,实现了近海底多波束、侧扫和浅剖等声学数据的同步采集和快速融合处理。基于本套系统在南海冷泉区的综合应用,本文对其工作流程进行了介绍,并对所获得一系列成果进行了初步分析。结果表明,近海底综合探测系统的应用为南海冷泉区的识别、海底地形地貌特征分析以及空间规模量化研究等内容提供了不可或缺的基础资料。本套系统的配置和成功应用,有效地提高了我国的近海底调查和作业能力。     

海底剖面声阻抗分布声遥测模拟实验研究

本文介绍一种声遥测海底平面层系声阻抗分布的模拟实验结果。实验在油漆厂冷却水池中进行,采用取样平均迭代的反演方法,对三介质层系的遥测结果与实测值较好地接近。