基于GNSS/声学定位的海洋大地基准网构建及应用

GNSS/声学定位技术的应用使得高精度海洋大地基准网建设成为了可能,海洋大地基准网的构建也将为水下用户提供重要的时间和空间基准。文章在分析海洋大地基准网建设需求与现状的基础上,介绍了GNSS/声学定位陆海时空基准传递原理,给出了基于GNSS/声学的海洋大地基准网构建方法,提炼了海洋大地基准网构建及应用关键技术,并对未来典型应用进行了展望。

考虑声线弯曲和深度约束的海洋大地基准网定位仿真分析

为了优化海洋大地基准网性能,本文研究了附加深度约束的海洋大地基准网定位方法及其观测模型设计矩阵解法,在此基础上考虑声传播路径弯曲,仿真分析了综合声学浮标、潜标和海底基站的海洋大地基准网定位性能。结果表明,潜标深度和基站间距均影响基准网的有效测站个数分布,且基站间距影响基准网的信号覆盖范围,适当扩大基站间距和增加潜标深度可有效提高基准网定位精度。相关结果可为海洋大地基准网的建设及应用提供参考。

顾及收发分置影响的海洋大地基准声线跟踪定位方法

海水声速变化引起的声波折射效应是影响海洋大地基准定位精度的关键因素之一,声线跟踪是已知准确声速剖面情况下消除折射效应的有效方法.然而现有的水声测距定位解算广泛基于收发同置假设,即认为声波的往返路径和测量载体的位置在较短的观测时延内不会发生变化,导致海洋大地基准的深海定位结果引入较大误差.针对上述问题,提出了顾及收发分置影响的海洋大地基准声线跟踪定位方法,基于往返时延差最小原则结合常梯度声线跟踪搜索得到目标最优坐标,进一步提出了基于声线距离分配往返时延的牛顿迭代解算法以提高计算效率,最后通过深海试验证明了顾及收发分置影响的海洋大地基准声线跟踪定位方法的有效性.

高精度水声定位技术的发展现状及关键问题

随着海洋开发活动的深入,海洋定位与导航的需求从水面以上转变为水上、水下的全部海洋空间。尽管全球导航卫星系统极大地推动了大地测量与导航定位领域的全新发展,但电磁波在水体中快速衰减的特性使其无法直接用于水下目标的定位与导航。声波在海水中具有良好的传播特性使得水声定位技术被广泛研究,不仅研发出了多种民用领域常用的水声定位系统,水声定位技术也成为构建海洋大地测量基准的核心技术之一。在分析总结水声定位技术方法和理论体系发展现状的基础上,对高精度水声定位技术发展的若干关键问题进行了探讨和展望。