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题名自动水下航行器载中低频声呐的测距精度分析
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作者
李雨晴
高凡
刘维新
徐天河
舒建旭
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机构
山东大学空间科学与物理学院
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出处
《哈尔滨工程大学学报》
北大核心
2025年第10期2133-2140,共8页
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基金
实验室科技创新项目(LSKJ202205100,LSKJ202205104).
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文摘
针对目前声呐的工作频率主要是中高频,有效距离仅为5~8 km,限制了自动水下航行器利用声学探索更远的海域的问题。本文利用自动水下航行器为载体搭载作用距离更远的2~4 kHz中低频单程测距声呐于中国南海3 km水深处开展实验,该声呐可以记录其与海底声信标之间的单程时延数据,为了将声学时延观测值转换为对应的测距值,本文利用实验中搭载的温盐深仪数据,计算得到了Chen-Millero、Del Grosso和Wilson 3种声速经验模型的声速剖面,通过采用改进的声线跟踪算法,获得了更为精确的声速数据,进而转换为声距测量值。最后将自动水下航行器到海底信标的几何距离作为基准值进行统计分析。结果表明,Chen-Millero声速模型在深海环境中的表现更为优异,中低频声呐测距的偏差均方根值为1.640 m,这一结果与全球导航卫星系统定位的误差水平相当,表明该中低频声呐的精度能够满足深海测距的要求。
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关键词
自动水下航行器
中低频声呐
水下导航
深海实测
声线跟踪
声速经验模型
声学时延测距
精度分析
定位导航授时
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Keywords
autonomous underwater vehicle
medium and low frequency sonar
underwater navigation
deep sea measurements
voice line tracking
empirical model of sound speed
acoustic time delay ranging
precision analysis
positioning,navigation,and timing
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分类号
P229.2
[天文地球—大地测量学与测量工程]
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