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超短基线声学定位系统的校准技术研究 被引量:26
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作者 唐秋华 吴永亭 +2 位作者 丁继胜 杨龙 刘焱雄 《声学技术》 CSCD 北大核心 2006年第4期281-287,共7页
超短基线声学定位系统的应用开发和技术研究在现代海洋科学调查中起着重要作用。在安装超短基线定位系统进行水下声学定位测量过程中,很难保证换能器中心与测量船重心之间三坐标轴完全重合,即存在系统偏差,这些是导致超短基线系统定位... 超短基线声学定位系统的应用开发和技术研究在现代海洋科学调查中起着重要作用。在安装超短基线定位系统进行水下声学定位测量过程中,很难保证换能器中心与测量船重心之间三坐标轴完全重合,即存在系统偏差,这些是导致超短基线系统定位误差的一个重要原因,必须对其进行校准。将GPS与水下声学定位系统有效结合起来,应用空间测距交会的方法确定水下应答器坐标位置,通过不同坐标系之间的转换关系,精确求出换能器与测量船之间的系统偏差,完成声学定位系统的安装校准。现场实例表明,该校准方法简单、快捷、有效。 展开更多
关键词 声学定位系统 超短基线 校准改正
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水下声学定位系统及其应用 被引量:115
2
作者 吴永亭 周兴华 杨龙 《海洋测绘》 2003年第4期18-21,共4页
分析了短基线、长基线和组合水声定位系统的特点 ,并就国内外声学定位系统的技术发展 ,对水声定位系统的分类及其原理、定位精度。
关键词 海洋测量 水声定位 超短基线 海洋工程 声学定位系统
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RTK GPS在超短基线声学定位系统安装校准中的应用 被引量:11
3
作者 唐秋华 吴永亭 +2 位作者 丁继胜 刘焱雄 周兴华 《海洋测绘》 2005年第5期40-42,共3页
超短基线(u ltra short base line,USBL)声学定位系统的换能器安装是具有一定方向性的,但是,在安装过程中,不能保证换能器方向与船艏方向严格一致,必然存在不可忽视的系统误差,影响了测量精度;因此,必须通过校准消除系统误差。本文应用... 超短基线(u ltra short base line,USBL)声学定位系统的换能器安装是具有一定方向性的,但是,在安装过程中,不能保证换能器方向与船艏方向严格一致,必然存在不可忽视的系统误差,影响了测量精度;因此,必须通过校准消除系统误差。本文应用高精度RTK GPS实现了换能器安装方向的校准,取得了满意的结果。 展开更多
关键词 声学定位系统 超短基线 RTK GPS 安装校准
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水下载体的声学定位系统测距误差分析 被引量:6
4
作者 曹俊 郑翠娥 +1 位作者 孙大军 张殿伦 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期816-824,共9页
基于单信标测距的定位方法,是水下载体声学定位技术的进一步发展,但是国内外的研究都是基于定位解算方法本身,研究过程中都是给定一个声学定位系统测距误差.本文针对其中的声学测距进行了研究,首次从水声学原理方面着手分析了影响声学... 基于单信标测距的定位方法,是水下载体声学定位技术的进一步发展,但是国内外的研究都是基于定位解算方法本身,研究过程中都是给定一个声学定位系统测距误差.本文针对其中的声学测距进行了研究,首次从水声学原理方面着手分析了影响声学测距的误差源以及各误差源对测距误差和定位精度的影响程度.首先分析了声信号传播速度的影响,无论是声速测量误差还是声线弯曲影响,测距误差都表现为一种随水平距离增加而增大的固定误差,水平定位误差在几十厘米的水平;然后分析了声信号传播介质的影响,环境噪声、信号混响和多途会造成信号检测与时延估计误差,测距误差的大小与时延估计误差成正比,水平定位误差与测时误差引起的测距误差大小相当;最后分析了声信号发射接收异步的影响,测距误差的大小既与载体航行速度成正比,也与发射点距信标与航迹垂线的距离成正比,水平定位误差的大小与载体航行速度成正比,载体航行速度1m·s-1的情况下水平定位误差就达到了几米的水平,必须针对发射接收异步的情况进行补偿. 展开更多
关键词 声学定位系统 单信标测距 虚拟信标 测距误差
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多子阵组合的短基线声学定位系统数据优化方法 被引量:4
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作者 程谦 王英民 诸国磊 《应用声学》 CSCD 北大核心 2019年第4期742-749,共8页
短基线声学定位系统是一种常用的水下声学定位设备,为提高适用性,常采用多阵元接收阵的方式进行水声定位,其工作时将带来冗余的测距数据和定位结果,而部分冗余数据的解算定位结果误差较大(以下简称奇异值),其代入融合将导致最终定位结... 短基线声学定位系统是一种常用的水下声学定位设备,为提高适用性,常采用多阵元接收阵的方式进行水声定位,其工作时将带来冗余的测距数据和定位结果,而部分冗余数据的解算定位结果误差较大(以下简称奇异值),其代入融合将导致最终定位结果的误差不减反增。为解决该问题,该文分析奇异值特征,提出了基于多子阵组合的短基线声学定位数据优化方法。该方法将空间阵中划分出的各单元子阵进行筛选,对冗余数据进行优化,筛除会引入较大误差的中间数据,进而提高定位精度。计算机仿真及实际测试数据表明:该方法可实现整体声源定位精度的提高。同时与传统定位方法相比可有效减小运算量,提高整体定位系统的性能。 展开更多
关键词 短基线声学定位系统 多子阵组合 数据优化
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基于NRBO的超短基线角度安装误差校准方法 被引量:1
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作者 祝盖明 王振杰 +1 位作者 聂志喜 刘慧敏 《导航定位学报》 北大核心 2025年第2期94-102,共9页
针对水下导航定位中超短基线(USBL)声学定位系统安装误差校准方法中,传统的2步法通常采用非线性最小二乘方法进行安装误差估计,但会受雅可比矩阵奇异和不准确初始值等影响,导致校准算法计算效率降低和解算精度下降的问题,提出一种基于... 针对水下导航定位中超短基线(USBL)声学定位系统安装误差校准方法中,传统的2步法通常采用非线性最小二乘方法进行安装误差估计,但会受雅可比矩阵奇异和不准确初始值等影响,导致校准算法计算效率降低和解算精度下降的问题,提出一种基于牛顿拉夫逊优化器(NRBO)算法的校准方法:对传统校准方程变形并构建代价函数,利用拉伸向量和克罗尼克积运算结合最小二乘法进行初始化,解算得到安装误差角初始值;然后基于安装误差角初始值及其协方差矩阵,利用高效且稳健的NRBO算法迭代求解安装误差角。仿真实验结果表明,相比于传统2步法,所提算法求解的信标定位精度可提升9%;实测实验结果表明,相比于传统2步法,新算法求解的信标定位精度可提升29.4%。 展开更多
关键词 超短基线(USBL) 声学定位系统 安装误差校准 非线性元启发式算法 水下导航
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一种水下精确定位方法及其误差分析 被引量:7
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作者 于运治 姜璐 郭志强 《四川兵工学报》 CAS 2011年第9期121-123,共3页
介绍了水下声学定位系统的分类、定位原理,阐述了各种定位系统的特点,同时分析了各种定位系统的误差来源和减小误差的方法。
关键词 声学定位系统 长基线 短基线 超短基线 误差
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水声定位技术的应用
8
作者 孙思萍 《海洋测绘》 1994年第1期31-34,共4页
前言 目前的水下定位和导航最常用的方法就是声学方法。由水下声发射器及接收器相互作用,可以构成声学定位系统。按接收基阵或应答器阵的基线长度,可分为长基线、短基线和超短基线三种声学定位系统。根据不同的定位要求,可以利用不同的... 前言 目前的水下定位和导航最常用的方法就是声学方法。由水下声发射器及接收器相互作用,可以构成声学定位系统。按接收基阵或应答器阵的基线长度,可分为长基线、短基线和超短基线三种声学定位系统。根据不同的定位要求,可以利用不同的定位系统。 展开更多
关键词 声学定位系统 应答器 超短基线定位 定位技术 声速剖面 水听器 潜标系统 长基线 无线电收发报机 测量误差
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基于不变误差定义的INS/USBL紧组合导航算法 被引量:4
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作者 郭瑜 徐博 +1 位作者 余志强 田鑫雨 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期750-759,共10页
针对现有惯性导航系统/超短基线定位系统(INS/USBL)组合导航算法误差定义不准确,引发空间不一致性及导航精度下降的问题,提出了一种基于不变误差定义的INS/USBL紧组合导航算法。首先,引入李群理论及左不变/右不变误差定义下的误差状态方... 针对现有惯性导航系统/超短基线定位系统(INS/USBL)组合导航算法误差定义不准确,引发空间不一致性及导航精度下降的问题,提出了一种基于不变误差定义的INS/USBL紧组合导航算法。首先,引入李群理论及左不变/右不变误差定义下的误差状态方程,保证了误差状态的空间一致性。然后,从噪声无偏性分析的角度阐述了松组合的缺陷。最后,利用超短基线测量的方位角及斜距信息,根据两种误差定义推导相应的紧组合量测方程。半实物仿真结果表明:相比于现有的INS/USBL松组合导航算法,所提出的基于右不变误差定义的紧组合导航算法有着更高的定位精度,2000 s后东向和北向定位精度分别提高14.65%和30.26%,天向定位精度提高73.91%;不变误差定义使得组合导航算法对初始对准精度的需求降低,即使初始姿态误差较大也能够对导航误差进行准确估计。 展开更多
关键词 惯性导航 超短基线声学定位系统 组合导航 李群
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USBL安装偏差联合模型构建与校准方法 被引量:4
10
作者 刘慧敏 陆凯 +3 位作者 单瑞 杨源 李勇勇 杜凯 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期157-164,共8页
超短基线声学定位系统(USBL)使用前必须要进行严格的角度安装偏差校准。通过研究安装偏差校准的数学模型和数值算法,提出一种USBL安装偏差联合模型构建与校准方法。首先结合克罗尼克积给出高斯-马尔科夫数学模型假设下的校准信标位置和... 超短基线声学定位系统(USBL)使用前必须要进行严格的角度安装偏差校准。通过研究安装偏差校准的数学模型和数值算法,提出一种USBL安装偏差联合模型构建与校准方法。首先结合克罗尼克积给出高斯-马尔科夫数学模型假设下的校准信标位置和姿态旋转矩阵参数估计联合解,然后基于姿态旋转矩阵的联合解和条件协因数矩阵解其固定解。同时联合模型还可以对换能器水平距离安装偏差、声速误差进行增广,提高了模型的适用性。南海实测试验结果表明,所提方法可以充分利用USBL方向信息和测距信息对校准信标和其他参数进行估计,相比传统两步法,所提方法求解的信标水平定位偏差由0.69 m减小至0.60 m,水平距离安装偏差由0.26 m减小至0.04 m,角度安装偏差由0.29°减小至0.25°。 展开更多
关键词 超短基线声学定位系统 安装偏差校准 水平距离安装偏差 声速误差
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