检索结果-南通市图书馆

石化技术 2024年第3期31卷 220-222页

作者：张安宝韦立光中海油服物探事业部天津300451

OBN由于其独立采集的特点,正成为在深水OBS海洋地震采集的主流方法。,OBN点位定位精度是决定地震资料好坏的主要因素之一,本文主要介绍新型声学定位系统超短基线(USBL)工作原理,工作过程,以及在OBN作业中的使用方法和应用效果。

关键词： OBN 超短基线信标二次定位

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一种超短基线阵定位算法应用分析

舰船电子对抗 2024年第2期47卷 57-60页

作者：袁春姗高磊唐济远吕志华昆明船舶设备研究试验中心云南昆明650051 中海油深圳海洋工程技术服务有限公司广东深圳518054

分析了一种多元阵超短基线阵水声定位几何算法,对多元阵声学定位算法与传统正交四元阵算法做分析对比,并与常见阵型的定位精度作比较。仿真结果表明,在阵元条件等一致的情况下,五元均匀圆阵精度最高,复杂度也最大,四元三维正交阵、四元... 详细信息

分析了一种多元阵超短基线阵水声定位几何算法,对多元阵声学定位算法与传统正交四元阵算法做分析对比,并与常见阵型的定位精度作比较。仿真结果表明,在阵元条件等一致的情况下,五元均匀圆阵精度最高,复杂度也最大,四元三维正交阵、四元平面正交阵,精度依次降低,复杂度也依次降低。对超短基线定位系统优化阵型、提高超短基线定位精度有借鉴意义。

关键词：超短基线多元阵时延估计定位精度

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超短基线多信标约束的深海动态定位方法探讨

武汉大学学报(信息科学版) 2023年第11期48卷 1876-1883页

作者：阳凡林辛明真刘经南罗宇刘金朋吴妞妞山东科技大学测绘与空间信息学院山东青岛266590 自然资源部海洋测绘重点实验室山东青岛266590 武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079

深海长航时高精度定位是水下测量载体开展海洋测量的前提,超短基线系统是将声学基阵集成到一个换能器中,通过对声学信标的测距测向实现定位,体现出极大的灵活性与便利性。为进一步提升超短基线系统的定位精度和可靠性,在超短基线多信标... 详细信息

深海长航时高精度定位是水下测量载体开展海洋测量的前提,超短基线系统是将声学基阵集成到一个换能器中,通过对声学信标的测距测向实现定位,体现出极大的灵活性与便利性。为进一步提升超短基线系统的定位精度和可靠性,在超短基线多信标同步定位技术得到长足发展的背景下,提出了超短基线多信标约束定位方法的概念,并根据多信标约束模式(测距约束、测距测向约束)、信标基阵构建模式(固定基线、动态基线)等不同情况进行了探讨。超短基线多信标约束的深海动态定位实验表明,在超短基线单信标定位精度为深度的2‰的情况下,多信标固定基线测距测向约束定位精度可提升至深度的1‰,入射角度、基线长度以及动态基线测距精度等是影响多信标约束定位的重要因素。超短基线多信标约束的多种定位模式体现出切实的可行性和良好的适应性,在深海定位技术发展中拥有广阔的应用前景。

关键词：超短基线多信标约束定位水下声学定位深海动态定位动态基线

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超短基线水声定位的波束入射角迭代修正方法

海洋学报 2023年第9期45卷 168-176页

作者：高兴国卫进进辛明真常增亮吴超逸曲萌山东电力工程咨询院有限公司山东济南250013 山东科技大学测绘与空间信息学院山东青岛266590 浙江省水利河口研究院(浙江省海洋规划设计研究院) 浙江杭州310020 自然资源部海洋测绘重点实验室山东青岛266590

海水介质的不均匀性导致声波传播过程会产生折射效应,采用平面声基阵的超短基线系统在测量过程中会受到该现象的影响,从而使测量结果产生较大的误差,通常采用声线跟踪的方法利用实测声速剖面进行声线修正。准确的波束入射角是确保声线... 详细信息

海水介质的不均匀性导致声波传播过程会产生折射效应,采用平面声基阵的超短基线系统在测量过程中会受到该现象的影响,从而使测量结果产生较大的误差,通常采用声线跟踪的方法利用实测声速剖面进行声线修正。准确的波束入射角是确保声线跟踪精度的前提,超短基线系统是利用声学相位差推算得到近似波束入射角,而利用近似波束入射角进行声线跟踪会造成一定的精度损失。针对上述问题,本文提出了一种超短基线水声定位的波束入射角迭代修正方法,基于常梯度声线跟踪构建起了波束入射角与传播时间的迭代计算关系,采用埃特金加速法实现了波束入射角的非线性方程快速解算。通过仿真实验证明本文提出方法能够实现波束入射角与目标位置的准确计算,有效消除了折射效应对超短基线水下定位的影响。

关键词：超短基线常梯度声线跟踪波束入射角声速剖面埃特金加速法

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超短基线在低频基阵指向性测量中的应用

中国测试 2023年

作者：解建宇赵鹏王月兵盛勇杰佟昊阳赵涵中国计量大学杭州应用声学研究所

随着水声换能器工作频率的降低，实验室空间很难达到自由场和远场测量的要求。而开阔水域的水下环境复杂，基阵很难实现更深层次的吊放，需要安装价格昂贵的吊装平台来获取标准声源与待测基阵之间的相对位姿，效率低且维护成本高。文章... 详细信息

随着水声换能器工作频率的降低，实验室空间很难达到自由场和远场测量的要求。而开阔水域的水下环境复杂，基阵很难实现更深层次的吊放，需要安装价格昂贵的吊装平台来获取标准声源与待测基阵之间的相对位姿，效率低且维护成本高。文章采用超短基线定位技术，信号选用线性调频脉冲信号与伪随机编码脉冲信号，并分别基于脉冲压缩法和复相关算法实现距离和相位测量。比对湖上定位精度试验和基阵指向性标定静态试验的结果显示：角度误差为2.5°以内；-6dB波束宽度在2kHz～10kHz频率范围内测量误差在5.38%以内。证明了超短基线定位在低频基阵指向性标定的可行性。

关键词：超短基线指向性换能器线性调频脉冲信号伪随机编码脉冲信号

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基于超短基线的GPS测姿算法研究

重庆邮电大学学报（自然科学版） 2022年第5期34卷 749-757页

作者：宋雅倩何维任彦重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

针对超短基线下姿态测量结果稳定性差及可靠性低的问题,提出一种更加可靠稳定的基于超短基线的全球定位系统(global positioning system,GPS)姿态测量算法。构建了扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filtering,EKF)模型,并对扩展卡尔曼滤... 详细信息

针对超短基线下姿态测量结果稳定性差及可靠性低的问题,提出一种更加可靠稳定的基于超短基线的全球定位系统(global positioning system,GPS)姿态测量算法。构建了扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filtering,EKF)模型,并对扩展卡尔曼滤波模型中测量噪声矩阵采用基于卫星高度角模型,得出比较准确的浮点模糊度;联立了载波双差观测方程和伪距双差观测方程,并采用改进模糊度最小二乘去相关平差法(modified least-squares ambiguity decorrelation adjustment algorithm,M-LAMBDA)进行快速模糊度固定解算;利用了滤波法进行姿态解算。实验结果表明,与其他测姿算法相比,该算法可适用于超短基线,能够提高姿态结果的稳定性与可靠性,在基线为20 cm静态环境中,该算法模型航向角的误差方差为0.1左右,航向角的绝对误差为2°左右。在基线为20 cm动态环境中,该算法模型航向角的误差方差为2左右,姿态角的绝对误差为3°左右。

关键词：超短基线 GPS相对定位姿态测量扩展卡尔曼滤波 M-LAMBDA

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超短基线定位误差分析与影响机制研究

超短基线定位误差分析与影响机制研究

作者：于洋齐鲁工业大学

学位级别：硕士

超短基线定位系统是一种重要且常用的定位导航系统,具有体积小、安装方便、易于校准等优点,在诸多涉海军事和民用领域取得了实际应用,但受自身尺度、工作海况、加工精度等因素的影响,超短基线定位系统会存在定位误差。因此,有必要对超... 详细信息

超短基线定位系统是一种重要且常用的定位导航系统,具有体积小、安装方便、易于校准等优点,在诸多涉海军事和民用领域取得了实际应用,但受自身尺度、工作海况、加工精度等因素的影响,超短基线定位系统会存在定位误差。因此,有必要对超短基线定位系统的工作误差及其受各种因素的影响机制作全面分析。结合超短基线定位系统的工作原理,梳理了定位精度与各种误差影响因素之间的关联关系,通过仿真计算对各因素的影响机制与程度作了定量分析,利用湖试数据对部分计算结果作了检验验证。论文的主要工作包括:(1)阐述了超短基线定位系统的定位原理,研究了影响超短基线定位精度的各个参数,并简要地分析概括了影响各个参数的因素,仿真研究了时延差值和船体姿态的影响,阐述了对影响时延估计值参数准确性的时延估计技术,引出定位过程中的各种误差因素。(2)对超短基线定位过程中存在的各个误差因素,包括海洋噪声、基阵形状、基阵安装误差、换能器失真误差、水声信道响应误差等因素做了详细的梳理与研究,探明了各个因素的影响机制,并从时延估计的角度分析了各个因素的影响程度。海洋环境噪声影响接受信号的波形,影响系统的时延值。发射信号的不同时延估计精度也不同。声速误差不仅影响目标的斜距,也会影响系统的测量角度。船体姿态影响目标的方位角和俯仰角。GPS误差只影响目标绝对大地坐标。换能器失真会造成发射信号的畸变,水声信道则会产生传播损失和多途效应,影响接收信号的波形结构。(3)开展了湖上试验,通过实地的信号发送与接收,验证了水声信道的影响机制。试验结果表明水声信道由于水体环境的噪声和多途效应的因素,接收信号的时域波形变化较大,并且当声源在温跃层以上时,与声源在温跃层以下时相比信号的波形结构会发生变化,直达波较小,多途信号较大,时延值会估计在多途信号处,引起时延估计值的固定误差。本文的结果表明:超短基线定位过程中水声信道响应和船体姿态影响信号的波形结构和时延估计值,是主要误差因素,环境噪声、声速误差、GPS误差、换能器失真误差等因素影响目标绝对坐标、发射信号的失真等方面,对定位系统影响较小,属于次要因素。

关键词：超短基线定位误差时延估计换能器失真水声信道

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宽带高阶子空间超短基线水下声学定位

信号处理 2023年第10期39卷 1866-1878页

作者：杨磊黄俊达姜龙玉东南大学影像科学与技术实验室江苏南京210096 安徽工程大学可重构与智能计算实验室安徽芜湖241000

超短基线作为一种常用的水声定位技术,具有基阵尺寸小,易于布置等优势,但存在因阵列孔径过小而定位精度欠佳等问题。对此,本文提出了一种基于宽带高阶子空间的超短基线水下声源定位方法,将水下源定位问题转换成高阶波达角的估计问题,在... 详细信息

超短基线作为一种常用的水声定位技术,具有基阵尺寸小,易于布置等优势,但存在因阵列孔径过小而定位精度欠佳等问题。对此,本文提出了一种基于宽带高阶子空间的超短基线水下声源定位方法,将水下源定位问题转换成高阶波达角的估计问题,在降低阵列孔径对定位精度影响的同时,提高了定位方法的可扩展性。该方法主要分为三个步骤:1)根据超短基线阵列构建阵列宽带信号接收模型;2)利用高阶累积量子空间方法虚拟扩展阵元数,提高阵列孔径,以此来提高目标在超短基线三维阵列结构下的方位角和俯仰角估计精度;3)根据发射信号波和接收信号波之间的时间关系,融合匹配滤波算法估计水下源斜距。在此基础上,本文针对水下目标动态姿态调整引起的定位失真问题,引入了自适应卡尔曼滤波模型来弱化噪声干扰,提出了一种基于自适应卡尔曼滤波的宽带高阶子空间动态目标定位方法。实验表明,本文提出的方法对水下声源定位具有更好的分辨率、对噪声具有更好的鲁棒性;与现主流的基于时延差、相位差的超短基线水下源定位方法相比,具有更好的定位精度。且在动态目标定位场景中,本文提出的方法平滑度更好,更加贴合于理论值,这也体现了本文动态定位方法对水下源轨迹跟踪具有更好的准确性。

关键词：水声定位技术超短基线高阶子空间技术自适应卡尔曼滤波

超短基线电磁脉冲阵在电磁辐射源测向中的应用

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电子与信息学报 2019年第4期41卷 830-836页

作者：渠晓东孙阳陈冲石俊龙许鑫李巨涛朱万华方广有中国科学院电磁辐射与探测重点实验室中国科学院电子学研究所中国人民解放军96669部队

为提高电磁辐射源的定位精度,该文提出一种利用光纤方式同步的超短基线电磁探测阵列(CASMA)。该阵列包括5个电磁探测站和1个控制中心,阵元间距约为1 km(基线长度与波长的比值约为0.1),同步精度可达10 ns。CASMA用来测量20～70 kHz长波... 详细信息

为提高电磁辐射源的定位精度,该文提出一种利用光纤方式同步的超短基线电磁探测阵列(CASMA)。该阵列包括5个电磁探测站和1个控制中心,阵元间距约为1 km(基线长度与波长的比值约为0.1),同步精度可达10 ns。CASMA用来测量20～70 kHz长波发射电台的垂直电场信号,并利用低频电磁干涉成像算法计算发射电台的方位角。通过实验对比可以发现,估计的发射台方位角与真实发射台方位角之间的误差小于0.2°,远远优于传统的波达角估计方法。因此,CASMA对电磁辐射源具有很高的测向精度。根据实验结果,在2500 km范围内,若两CASMA电磁探测阵对电磁辐射源进行交汇定位,定位精度预期可达0.5%·R(R为探测距离)。

关键词：干涉成像甚低频超短基线

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基于深度约束的超短基线声速改正方法

导航定位学报 2022年第5期10卷 40-45页

作者：李伟嘉王振杰孙振张世美中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院山东青岛266580

针对超短基线定位系统(USBL)定位时,声速易受海洋环境以及深度影响,严重影响超短基线定位精度的问题。在声线跟踪方法的基础上,将压力传感器提供的深度信息作为约束,结合超短基线采集的传播时间,提出了基于深度约束的超短基线声速改正... 详细信息

针对超短基线定位系统(USBL)定位时,声速易受海洋环境以及深度影响,严重影响超短基线定位精度的问题。在声线跟踪方法的基础上,将压力传感器提供的深度信息作为约束,结合超短基线采集的传播时间,提出了基于深度约束的超短基线声速改正方法。该方法能够降低声线弯曲对超短基线定位精度的影响,提高超短基线的定位精度。采用模拟算例和南海实测数据进行验证。结果表明:新方法大幅度提高了平均声速方法的定位精度,在3000 m水深条件下,可以提升10 m以上;新方法也提升了传统声线跟踪法的定位精度,尤其是收敛效率优于传统声线跟踪方法,在3000 m水深条件下,可以提升近2倍。

关键词：深度约束超短基线声线跟踪定位