水下垂向运动目标的海底多基站声定位方法及精度分析

作     者：张旭 孙翱 韩旭 辛健 ZHANG Xu;SUN Ao;HAN Xu;XIN Jian

作者机构：中国人民解放军91550部队 中国人民解放军92493部队博士后科研工作站 

基　　金：国家自然科学基金项目(61701504)资助 

出 版 物：《声学学报》 (Acta Acustica)

年 卷 期：2019年第44卷第2期

页      码：155-169页

摘      要：针对水下垂向运动目标具有瞬变运动特性、难以对其轨迹进行高精度和高帧率测量的问题,提出一种有水声信标的海底多基站声定位模型,基于高斯-牛顿法给出求解算法,证明了算法满足局部线性收敛条件。数值仿真和精度分析表明,基站站址误差、声速误差和信号时延估计误差通过测量斜距传播到目标位置参数,误差传播过程受接收基阵几何构型、目标相对位置及水声学约束条件等因素影响。在多个海底基站共面条件下,补充海面基站可改进垂向测量能力。利用该方法对全区域进行精度估计,获取了定位性能在空间分布上的细节特征。以水平范围1 km×1 km、水深60 m的海区计算,对于由13个海底基站和1个海面基站构成的14元测量阵,目标运动深度范围为35～60 m,在x, y, z三个方向的均方根误差(RMSE)平均值分别为0.30 m, 1.47 m, 0.34 m。本文工作为水下垂向运动目标定位提供了一种技术途径,可为测量系统的论证设计提供参考。

主 题 词：待测目标 接收基阵 航行体 精度分析 

学科分类：1002[医学-临床医学类] 082403[082403] 08[工学] 082601[082601] 0826[工学-生物医学工程类] 0824[工学-林业工程类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.15949/j.cnki.0371-0025.2019.02.002

馆 藏 号：203572278...