水下聲學(xué)定位技術(shù)

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水下聲學(xué)定位技術(shù)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展已成為各種應(yīng)用和領(lǐng)域解決水下定位和跟蹤的可靠技術(shù)手段，從定位模式方面可分為USBL(超短基線)定位、SBL(短基線)定位、LBL(長基線)定位三種基本定位模式，和為滿足某些特殊定位要求的組合定位模式：LUBL(長超短基線)定位、SLUSBL(長短超短基線)定位等。

SBL(短基線)定位技術(shù)

短基線定位系統(tǒng)組成較為簡單、安裝較為簡易，基線由安裝在船體的多個(通常4個)發(fā)射接收機組成基線，測量基線幾十米。

SBL系統(tǒng)所采用的技術(shù)為測距定位技術(shù)，即通過測時得到目標(biāo)距每個發(fā)射接收機的距離，進(jìn)而確定目標(biāo)的相對位置。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)勢不是很明顯，性價比偏低，因此應(yīng)用遠(yuǎn)比USBL 和LBL技術(shù)低。

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短基線(SBL)

短基線定位系統(tǒng)由3個以上換能器組成，換能器的陣形為三角形或四邊形，組成聲基陣。換能器之間的距離一般超過10m，換能器之間的相互關(guān)系準(zhǔn)確測定，組成聲基陣坐標(biāo)系，基陣坐標(biāo)系與船坐標(biāo)系的相互關(guān)系由常規(guī)測量方法確定。短基線系統(tǒng)的測量方式是由船只上所有換能器接收來自應(yīng)答器的回波信號，得到一個斜距觀測值和不同于這個觀測值的多個斜距值，系統(tǒng)根據(jù)基陣相對船坐標(biāo)系的固定關(guān)系，配以外部傳感器觀測值，如GPS提供的船的位置、姿態(tài)、船艏向值，計算得到目標(biāo)的大地坐標(biāo)。系統(tǒng)的工作方式是距離測量。

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超短基線(SSBL/USBL)

超短基線的所有聲單元（≥3）安裝在一個收發(fā)器中，組成聲基陣，聲單元之間的相互位置測定，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)系要在安裝時測定，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)通過測定聲單元的相位差來確定換能器到目標(biāo)的方位（垂直和水平角度）；換能器與目標(biāo)的距離通過測定聲波傳播的時間，再用聲速剖面修正波束線，確定距離。以上參數(shù)的測定中，距離的測定受聲速的影響特別大。另外垂直角的測量尤為重要，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量精度。超短基線定位系統(tǒng)要測量目標(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、運動傳感器和電羅經(jīng)提供。系統(tǒng)的工作方式是距離和角度測量。

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