超短基線定位系統(tǒng)

USBL（超短基線定位系統(tǒng)）是一種水下定位技術(shù)，被普遍應(yīng)用于海洋石油勘探開(kāi)發(fā)、海洋打撈等海洋生產(chǎn)開(kāi)發(fā)方面，主要用于確定ROV、AUV、潛水員、水下其他載體的水下位置。

超短基線定位系統(tǒng)由發(fā)射換能器、應(yīng)答器、接收基陣組成。發(fā)射換能器和接收基陣安裝在船上，應(yīng)答器固定在水下的載體上。發(fā)射換能器發(fā)出一個(gè)聲脈沖，應(yīng)答器收到后，回發(fā)聲脈沖，接收基陣收到后，測(cè)量出X、Y兩個(gè)方向的相位差，并根據(jù)聲波的到達(dá)時(shí)間計(jì)算出水下裝置到基陣的距離R，從而計(jì)算得到水下探測(cè)器在平面坐標(biāo)上的位置和水下探測(cè)器的深度。

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SBL(短基線)定位技術(shù)

短基線定位系統(tǒng)組成較為簡(jiǎn)單、安裝較為簡(jiǎn)易，基線由安裝在船體的多個(gè)(通常4個(gè))發(fā)射接收機(jī)組成基線，測(cè)量基線幾十米。

SBL系統(tǒng)所采用的技術(shù)為測(cè)距定位技術(shù)，即通過(guò)測(cè)時(shí)得到目標(biāo)距每個(gè)發(fā)射接收機(jī)的距離，進(jìn)而確定目標(biāo)的相對(duì)位置。該技術(shù)的定位精度較USBL高，單又遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于LBL技術(shù)，系統(tǒng)的操作優(yōu)勢(shì)不是很明顯，性價(jià)比偏低，因此應(yīng)用遠(yuǎn)比USBL 和LBL技術(shù)低。

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超短基線(SSBL/USBL)

超短基線的所有聲單元（≥3）安裝在一個(gè)收發(fā)器中，組成聲基陣，聲單元之間的相互位置測(cè)定，組成聲基陣坐標(biāo)系，聲基陣坐標(biāo)系與船的坐標(biāo)系之間的關(guān)系要在安裝時(shí)測(cè)定，包括位置（X、Y、Z偏差）和姿態(tài)（聲基陣的安裝偏差角度：橫搖、縱搖和水平旋轉(zhuǎn)）。系統(tǒng)通過(guò)測(cè)定聲單元的相位差來(lái)確定換能器到目標(biāo)的方位（垂直和水平角度）；換能器與目標(biāo)的距離通過(guò)測(cè)定聲波傳播的時(shí)間，再用聲速剖面修正波束線，確定距離。以上參數(shù)的測(cè)定中，距離的測(cè)定受聲速的影響特別大。另外垂直角的測(cè)量尤為重要，直接影響定位精度，所以多數(shù)超短基線定位系統(tǒng)建議在應(yīng)答器中安裝深度傳感器，借以提高垂直角的測(cè)量精度。超短基線定位系統(tǒng)要測(cè)量目標(biāo)的位置（地理坐標(biāo)），必須知道聲基陣的位置、姿態(tài)以及船艏向，這可以由GPS、運(yùn)動(dòng)傳感器和電羅經(jīng)提供。系統(tǒng)的工作方式是距離和角度測(cè)量。

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超短基線聲學(xué)定位系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

長(zhǎng)基線定位(LBL)的定位精度高，但是水底布設(shè)高1精度定位已知點(diǎn)的施工難度大且費(fèi)用較高，一般使用在石油平臺(tái)監(jiān)測(cè)、水下考古打撈等需要高1精度定位的工程。

短基線定位（SBL)需要對(duì)船體進(jìn)行改造，才能放置換能器基陣，對(duì)船只的要求使短基線的應(yīng)用受一定的限制。

相比長(zhǎng)基線定位(LBL)和短基線定位(SBL)，超短基線聲學(xué)定位系統(tǒng)(USBL)的優(yōu)勢(shì)是很明顯的：只需要在船舶上安裝一個(gè)換能器及其聲基陣，就可以提供高1精度的聲學(xué)定位，并與GPS/INS定位技術(shù)相結(jié)合，即可實(shí)現(xiàn)相對(duì)定位與定位的轉(zhuǎn)換，直接為定位目標(biāo)提供高1精度、高可靠性的大地經(jīng)緯度坐標(biāo)

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