一种适用于长基线水声定位系统的声线修正方法

在水声定位系统中,由于水下沿深度方向存在声速梯度,致使声线发生弯曲.为保证较高的定位精度,必须进行声线修正.提出了一种适用于长基线水声定位系统声线修正的迭代方法,所作的湖上试验研究表明,用此方法进行声线修正效果明显.此方法原则上可适用于其他类型定位系统.

长基线水声定位系统中一种迭代声速修正算法

长基线水下目标定位算法主要根据几何原理进行定位,目前常用的解算方法是根据几何原理列出方程组,直接对方程组进行解算得到目标位置的近似解。通过对长基线定位算法方程组的几何分析,选取不同几何交汇点作为目标近似解,比较各目标近似解的定位精度并找到最优解;同时依据解算算法及其几何关系,提出一种迭代声速修正算法,不但提高了同步工作方式下阵内目标点的定位精度,而且算法复杂度低,实现简单。最后,通过仿真分析验证了此算法的有效性。

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。

船载式水声定位系统信号处理改进算法研究

针对船载式水声定位系统的特点,在座底式等常规水声定位系统信号处理算法的基础上,对船载式系统可能出现的声脉冲叠加现象进行仿真分析,证明常规算法存在丢失数据的可能性,并且常规算法对声信号幅度变换较快的情况难以适应。提出一种并行实时数字信号处理算法,允许每块数据拥有不同的属性,并采用数据匹配方法进行后置冗余处理,获得有效数据。经过湖上跑船试验证明,该算法具有更高的检测率,并能提高跟踪轨迹的平滑性和真实性,具有较高的工程应用价值。

基于长基线水声定位系统水下定位技术初步应用研究

长基线定位系统(Long Baseline),简称LBL,是一种高精度深水水下定位系统。文章在介绍了国内外LBL发展现状基础上,通过松花湖LBL水下定位系统试验,介绍了其定位理论和方法,解决了50 m水深海底信标布放、固定及回收问题,探索了海底应答器相对校准(基线校准)、绝对校准方法,确定了定位标的跟踪定位方式,形成了相对完整的LBL水下定位流程和方法体系,得到了高精度水下定位数据,为实际工程应用提供了真实的理论基础。

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。

船载水声定位系统自动校准技术研究

在分析常规水声定位系统校准方法的基础上,结合某型船载水声定位系统的工程研制,提出了一种自动校准方法。该方法无需常规的动态或静态校准,可在每次系统安装完成后自动检测及校准。利用基阵中心位置的发射换能器以及船只固定连接杆入水端的发射换能器依次发射校准声信号,将获得的水声定位坐标与上述两个发射换能器固定对应的全球定位系统(Global Positioning System, GPS)天线坐标进行平移和偏转,获得偏移参数矩阵,实现系统校准。某水域的跑船试验验证结果表明,利用该自动校准方法可在两分钟内完成全部自检及校准工作,并且水声定位轨迹与跑船GPS轨迹重合较好,具有校准效率高、测量精度高等优点。

船载式水声定位系统的姿态测量与修正技术研究

针对船载式水声定位系统的姿态测量及修正问题进行了分析与研究。利用姿态角修正公式对姿态角引起的系统定位误差进行仿真,仿真结果表明同等条件下航向角对其影响较大,并且系统不同方位上的定位精度不同。采用GPS/北斗卫星级联结合微型惯导的组合方式进行船体姿态测量,经过湖上实航试验证明,该方案测量精度高,数据率更新快,并且实施简单,能够满足船载式水声定位系统的需求。目前,该方案已在某型水声定位系统上得到了具体应用,具有较高工程实用价值。

同步水声跟踪定位系统软件抗距离模糊技术研究

同步水声跟踪定位系统通过时延测量进行定位,当信号传播时延大于脉冲重复周期时,就会出现距离模糊。距离模糊是远程高帧率定位系统不可避免的问题。以往多采用硬件方法抗模糊,使得系统趋于复杂。本文提出了两种软件抗模糊方法:举手表决法和参考位置标示法,前者利用真解的一致性抗模糊,无需任何先验信息;后者利用目标的参考位置抗模糊,需要目标初始就位点这一先验信息。文中给出了算法原理和适用条件。软件抗模糊方法简化了系统设备,海试结果验证了算法的有效性。

水声定位系统的研制及在海洋勘探中的应用

文中论述了水声定位系统在海洋勘探中的大规模应用,研制一种水声定位系统以及高精度应答器,填补国内空白,提高我国海洋石油资源开发的科技水平。

鱼雷水声同步定位系统抗定位距离模糊算法及仿真

实时准确定位是对鱼雷水声定位系统的基本要求,研究了一种解决鱼雷水声同步定位系统定位距离模糊算法,分析了定位距离模糊的原因,提出了基于水平等距线阵同步定位、相关波门修正时延差等技术的快速定位方法,并进行了仿真验证。仿真结果表明,该方法具有不明显增加硬件成本、不穷举全部模糊解和无需先验位置信息等优点,可以为设计中远程鱼雷定位系统、短基线或超短基线水声定位系统消除定位距离模糊、锁定正确航迹提供借鉴。

水声定位系统数据采集单元设计

分析了水声定位系统的原理和功能。根据系统需求分析,设计了一种用于水声定位系统的数据采集单元(Data Acquisition Unit,DAU)。首先设计出数据采集单元的硬件结构,以高性能、低功耗DSP芯片TMS320vc5502为核心处理器,模数转换器采用高性能A/D采样芯片AD7864,并且配备了与PC机的通讯接口。然后制定了整个系统的程序流程,并成功的在TI DSP编译环境CCS(Code Composer Studio)完成了程序的编写、调试,最后成功通过了整体测试,系统达到了预期定位精度。

水声定位系统硬件延迟的标定及不确定度评定

论文介绍了最小二乘法评价潜艇自航模水声定位系统中延时的过程,结合一元线性函数回归的不确定度评定方法,对所得线性函数的参量以及系统延时计算结果进行了不确定度评定。

水声定位系统信号模拟器主控台软件的设计与实现

信号模拟器可以用于声呐系统的日常维护,检测声呐的探测、测距功能是否正常,可以提前发现声呐故障以便于及时维修.详细地介绍了信号模拟器的主控台软件设计中的目标信号样本的产生、高精度时延数值的计算以及超长信号样本数据和时延数据的传送等关键技术问题,以及主控软件的构成.模拟器具有良好的用户界面,控制灵活,具有广泛的实用价值.

中海达iTrack系列水声定位系统的应用

一、前言水声定位系统是利用声学信号对水下目标进行定位的系统。水声定位系统主要是对局部区域的水下目标进行精确定位及导航。根据测量基线的长度不同,水声定位系统分为超短基线(USBL/SSBL)、短基线(SBL)和长基线(LBL)3种方式。目前,国内市场上主要采用国外的水声定位系统,主要的生产厂商有:法国IXSEA、挪威Kongsberg、英国Sonardyne、澳大利亚Nautronix。

基于LabVIEW的应答式水声定位系统目标模拟器

文章利用LabVIEW和VC作为软件开发平台,PXI4461采集卡等作为硬件平台,开发虚拟信号模拟器,可模拟应答式水声定位系统测阵、导航与定位监测的应答器的应答声信号,在实验室模拟还原整个研练保障的测量过程。

声速不均匀修正对水声定位系统测距精度的影响

已知动目标水声定位系统的定位误差由测距误差决定。在高精度水声定位系统中测距误差常为0.01m量级。这类系统对于由声速不均匀和声线弯曲引入的斜距误差常采用(全程)平均声速修正,但这种修正仍保留了一定的剩余误差,对此应予认真考虑。为修正声速不均匀和声线弯曲,本文提出采用数值计算二分法解超越方程,按一定精度计算斜距的方法。 实例计算表明,本文的计算方法与程序均正确;要使声速不均匀和声线弯曲计算满足高精度测距要求(小于0.01m),方程根的精度应取为E_p=10^(-4)(°)。对大量不同声速分布斜距的计算表明,当斜距较大时,在进行平均声速修正后保留的剩余误差远大于测距误差。本法可满足高精度定位要求,但有一定的计算量。

短基线水声定位系统的后置处理

用卡尔曼滤波器作为后置处理的基本手段,结合简单而有效的预处理,实现了对水下目标运动轨迹的平滑估计,改进了靶场跟踪系统的性能。湖上和海上实验结果表明,该方法使同步式定位系统的定位精度得到明显改善。

水声测试定位系统

本文描述了水声测试定位系统的工作原理,包括同步信号的收发原理。另外还描述了系统小船装置部分声波的发生和测频的实现,以及大船装置部分的换能器功放。

基于FPGA的水声定位系统数字信号处理平台设计

海洋工程开发对水声定位技术提出了新的要求,为了提高系统定位精度,综合定位系统逐渐成为研究热点。文中针对于水声定位系统介绍了如何使用FPGA+DSP的结构搭建水声定位系统的数字信号处理平台。