相控阵多普勒计程仪的相控波束接收方案 被引量：6

1

作者 卢逢春 张殿伦 田 坦 《应用声学》 CSCD 北大核心 2002年第4期6-9,共4页

相控阵多普勒计程仪具有基阵体积小,且无需迸行声速补偿等优点。本文在讨论相控阵多普勒计程仪原理的基础上,提出了相控接收和宽带系统移相的方案。并通过试验验证了实际设计制作的相控接收系统的可行性。

关键词 舰船 导航 设备 相控接收 移相 宽带系统 原理 相控阵多普勒计程仪

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相控阵多普勒计程仪声基阵输出信号模型 被引量：4

2

作者 张殿伦 卢逢春 +1 位作者 田坦 刘光军 《应用声学》 CSCD 北大核心 2003年第5期21-24,共4页

相控阵多普勒计程仪具有基阵体积小,无需进行声速补偿等优点。本文在讨论相控阵多普勒计程仪原理的基础上,推导了速度解算公式,验证出公式与声速无关,进而推导出声基阵的输出信号模型,利用此模型便可模拟相控阵的输出信号。

关键词 相控阵多普勒计程仪 声基阵 输出信号 舰船 导航设备 速度

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多普勒计程仪的数据平滑方法 被引量：7

3

作者 邹洪 向大威 景永刚 《声学技术》 CSCD 北大核心 2008年第4期507-510,共4页

多普勒计程仪输出数据中有局外数据,可能会导致组合导航系统中的卡尔曼滤波器发散。文章介绍了4种数据平滑方法:动窗平均、动窗加权平均、动窗中值滤波以及动窗稳健平均。仿真结果表明:动窗稳健平均的输出不会被多个局外数据所影响,并... 多普勒计程仪输出数据中有局外数据,可能会导致组合导航系统中的卡尔曼滤波器发散。文章介绍了4种数据平滑方法:动窗平均、动窗加权平均、动窗中值滤波以及动窗稳健平均。仿真结果表明:动窗稳健平均的输出不会被多个局外数据所影响,并且其处理增益接近理论极限。 展开更多

关键词 多普勒计程仪(DVL) 组合导航系统 局外数据 动窗平均 动窗加权平均 动窗中值滤波 动窗稳键平均

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宽带多普勒计程仪速度解模糊方法研究 被引量：4

4

作者 黄雄飞 苑秉成 林伟 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1885-1889,共5页

为了解决宽带多普勒计程仪在较高速度下存在的速度模糊问题,建立了宽带多普勒计程仪的回波模型,分析了回波的自相关特性。在不改变系统结构的基础上,提出了采用回波自相关的第1个峰值位置的方法确定速度范围,并与复协方差方法结合实现... 为了解决宽带多普勒计程仪在较高速度下存在的速度模糊问题,建立了宽带多普勒计程仪的回波模型,分析了回波的自相关特性。在不改变系统结构的基础上,提出了采用回波自相关的第1个峰值位置的方法确定速度范围,并与复协方差方法结合实现无模糊地估计速度,从而解决测速模糊问题,同时提出采用三点相关插值算法估计自相关峰的位置。最后采用湖试数据分析和数字仿真证明了这种解模糊方法的有效性。 展开更多

关键词 声学 多普勒计程仪 相位编码 速度模糊

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提高多普勒计程仪性能的矩阵算法 被引量：3

5

作者 向大威 邹洪 景永刚 《声学技术》 CSCD 北大核心 2007年第4期545-550,共6页

文中介绍了一种精确的矩阵算法,从而使多普勒计程仪的性能有很大程度的提高。借助于高精度频率测量、载体姿态的实时输入、最小二乘方估计以及矩阵算法,从而使载体速度矢量3个分量的测量精度优于0.1%。借助于高精度时延测量、最小二乘... 文中介绍了一种精确的矩阵算法,从而使多普勒计程仪的性能有很大程度的提高。借助于高精度频率测量、载体姿态的实时输入、最小二乘方估计以及矩阵算法,从而使载体速度矢量3个分量的测量精度优于0.1%。借助于高精度时延测量、最小二乘方估计以及矩阵算法,使载体下方的局部海底参数得以建立,从而使载体高度的测量精度有望优于1%,并且能获得助航海底姿态。 展开更多

关键词 多普勒计程仪 矩阵算法 速度矢量 载体高度 助航海底姿态

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多普勒计程仪声学暴露距离快速预报方法

6

作者 栾禄雨 张博 王光辉 《船海工程》 2010年第4期138-140,共3页

为了有效地决策多普勒计程仪的使用时机和使用方式,提出以多普勒计程仪声学暴露距离作为相关决策的依据,采用射线理论描述该设备信号的传播过程,根据其声线传播特点,将传播损失和本征声线搜索结合预报多普勒计程仪声学暴露距离。仿真结... 为了有效地决策多普勒计程仪的使用时机和使用方式,提出以多普勒计程仪声学暴露距离作为相关决策的依据,采用射线理论描述该设备信号的传播过程,根据其声线传播特点,将传播损失和本征声线搜索结合预报多普勒计程仪声学暴露距离。仿真结果表明,该算法能够根据海洋环境信息进行快速预报,满足了指挥决策对预报实时性的要求。 展开更多

关键词 多普勒计程仪 隐蔽性 本征声线 暴露距离

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多普勒计程仪速度参照系统的误差分析 被引量：8

7

作者 邹洪 向大威 +2 位作者 许伟杰 景永刚 罗玉兰 《声学技术》 CSCD 2003年第3期162-168,共7页

文章分析了一种多普勒计程仪速度参照系统的误差源,该系统由差分卫星定位仪和平台罗经所组成。载体动力与航向控制不稳定、流速不稳定、流向不稳定、差分卫星定位仪的定位误差以及平台罗经的定向误差构成了测速参照系统的误差源。文章... 文章分析了一种多普勒计程仪速度参照系统的误差源,该系统由差分卫星定位仪和平台罗经所组成。载体动力与航向控制不稳定、流速不稳定、流向不稳定、差分卫星定位仪的定位误差以及平台罗经的定向误差构成了测速参照系统的误差源。文章还给出了计算机仿真分析结果,从而可以了解速度参照系统的测速误差与主要误差源之间的依存关系。 展开更多

关键词 多普勒计程仪 速度参照系统 误差分析 误差源 差分卫星定位仪 定位误差 平台罗经 计算机仿真 船舶航行 航迹 航向

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多普勒计程仪测速精度的测定 被引量：10

8

作者 邹洪 向大威 +1 位作者 宣志芬 张串 《声学技术》 CSCD 2002年第4期188-191,共4页

文章介绍多普勒计程仪测速精度的两种测定方法,实时法与准实时法。在实时法中,载体的航迹向与对地速度的真值均取自差分卫星定位仪。在准实时法中,利用差分卫星定位仪给出的地理坐标,根据中分纬度法、墨卡托法或波林法算得航迹向与对地... 文章介绍多普勒计程仪测速精度的两种测定方法,实时法与准实时法。在实时法中,载体的航迹向与对地速度的真值均取自差分卫星定位仪。在准实时法中,利用差分卫星定位仪给出的地理坐标,根据中分纬度法、墨卡托法或波林法算得航迹向与对地速度的真值。两种方法所需的航向均取自于平台罗经。 展开更多

关键词 多普勒计程仪 测速精度 实时测定 准实时测定 中分纬度法 墨卡托法 波林法 水上航行

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传感器安装误差在声学多普勒计程仪中的校准 被引量：8

9

作者 刘德铸 郑翠娥 +1 位作者 张殿伦 曹忠义 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2009年第11期71-73,共3页

为了利用声学多普勒计程仪(DVL)进行载体的航迹推算,DVL传感器的安装偏角误差不可忽视,必须进行校准。此误差是在载体上安装DVL声学传感器时引起的。不进行机械修正,而是借助安装在载体上的高精度全球定位系统(GPS)与姿态仪的信息,应用... 为了利用声学多普勒计程仪(DVL)进行载体的航迹推算,DVL传感器的安装偏角误差不可忽视,必须进行校准。此误差是在载体上安装DVL声学传感器时引起的。不进行机械修正,而是借助安装在载体上的高精度全球定位系统(GPS)与姿态仪的信息,应用最小二乘法对此误差进行了在微小型系统中的校准。理论分析与试验结果说明了DVL经校准后航迹推算性能的提高,从而证明该校准方法的有效性。 展开更多

关键词 声学多普勒计程仪 航迹推算 安装误差校准 最小二乘法

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宽带声学多普勒计程仪性能试验分析 被引量：5

10

作者 林伊凡 陈梦英 +1 位作者 景永刚 刘宇 《声学技术》 CSCD 北大核心 2019年第3期348-353,共6页

宽带声学多普勒计程仪与窄带声学多普勒计程仪相比,具有更高的测速精度和更广泛的应用价值。其中宽带信号的编码形式是提升宽带多普勒计程仪性能的重要因素。文章利用宽带测速的标准差公式分析了宽带多普勒测速精度的误差来源,提出了采... 宽带声学多普勒计程仪与窄带声学多普勒计程仪相比,具有更高的测速精度和更广泛的应用价值。其中宽带信号的编码形式是提升宽带多普勒计程仪性能的重要因素。文章利用宽带测速的标准差公式分析了宽带多普勒测速精度的误差来源,提出了采用差分全球定位系统(Differential Global Positioning System,DGPS)和iXSEA公司的Octans光纤罗经组合测速参考系统进行测速精度考核的试验方法,分别对63、31和15阶(即码元数)的三种m码形式的编码序列脉冲,在高航速和低航速下,进行了对地和对水的测速考核试验以及数据分析。试验结果表明,宽带声学多普勒计程仪具有比传统计程仪测速精度高、稳定性好的特点。文章为宽带多普勒计程仪在实际应用中的参数选择提供了重要的试验依据。 展开更多

关键词 多普勒测速 宽带编码 多普勒计程仪考核

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相控阵多普勒计程仪的相控波束形成 被引量：3

11

作者 刘国勤 彭东立 《声学技术》 CSCD 北大核心 2015年第4期374-379,共6页

多普勒计程仪采用相控阵进行声波信号的发射和接收,不仅能够大大缩小换能器的体积,提高计程仪的适装性,还能依托相控阵本身的物理特性,无需进行声速补偿,所以在低频段获得了较多的应用。首先介绍了一维线阵波束形成的基本原理,然后分析... 多普勒计程仪采用相控阵进行声波信号的发射和接收,不仅能够大大缩小换能器的体积,提高计程仪的适装性,还能依托相控阵本身的物理特性,无需进行声速补偿,所以在低频段获得了较多的应用。首先介绍了一维线阵波束形成的基本原理,然后分析了一维线阵的波束形成,获取多普勒计程仪发射波束及接收波束的方法,最后利用自制平面相控阵的水池测试结果与理论计算进行对比,结果表明,自制的相控阵满足多普勒计程仪的使用需求,为宽带大深度多普勒计程仪的制作奠定了基础。 展开更多

关键词 多普勒计程仪 相控阵 波束形成

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多普勒计程仪用换能器匹配技术的研究 被引量：1

12

作者 陈婷 梁懿 +1 位作者 刘建国 李庆洪 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2013年第2期215-217,共3页

介绍了多普勒计程仪中使用的压电陶瓷换能器和发射组件之间匹配的重要性,分析了压电陶瓷换能器的电学模型,研究了压电陶瓷换能器的电学匹配方式,给出了多普勒计程仪中发射器与换能器匹配的电路图,并给出了调谐元件所需值的计算公式。通... 介绍了多普勒计程仪中使用的压电陶瓷换能器和发射组件之间匹配的重要性,分析了压电陶瓷换能器的电学模型,研究了压电陶瓷换能器的电学匹配方式,给出了多普勒计程仪中发射器与换能器匹配的电路图,并给出了调谐元件所需值的计算公式。通过多次调试匹配后的换能器可工作在最佳工作状态,提高了激励功放的工作效率。 展开更多

关键词 压电陶瓷换能器 电路模型 匹配 多普勒计程仪

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改进的相控阵多普勒计程仪波束形成技术 被引量：2

13

作者 王述思 刘宇 许伟杰 《声学技术》 CSCD 北大核心 2020年第1期40-44,共5页

目前相控阵式多普勒计程仪的基阵体积比活塞式多普勒计程仪已经缩减了很多,该技术只需通过一个收发共用的平面基阵实现信号的发射和接收,可以同时形成4个方向的波束,大大减小了基阵的尺寸,同时还消除了声速变化对测速的影响。但在中深... 目前相控阵式多普勒计程仪的基阵体积比活塞式多普勒计程仪已经缩减了很多,该技术只需通过一个收发共用的平面基阵实现信号的发射和接收,可以同时形成4个方向的波束,大大减小了基阵的尺寸,同时还消除了声速变化对测速的影响。但在中深度和大深度多普勒计程仪设备中,换能器基阵的体积仍然限制了其适装的载体种类。以多普勒计程仪小型化思想为核心,分析了密排相控阵多普勒计程仪波束形成技术,对多普勒计程仪进行集成化、小型化设计。针对密排相控阵波束形成技术,比较其发射指向性、声源级、信噪比、系统复杂度与稀疏相控阵的差异。分析表明,在相同频率、相同发射功率以及相同尺寸的条件下,密排相控阵的收发联合响应较稀疏相控阵提高近6 dB。同时在相同测速作用距离的条件下,利用密排相控阵技术可以减少换能器阵元数,从而减小换能器尺寸,达到小型化的目的。 展开更多

关键词 多普勒计程仪 小型化 单元稀疏相控阵 单元密排相控阵

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多普勒计程仪辅助捷联惯导初始对准技术研究 被引量：1

14

作者 鲍桂清 于飞 +1 位作者 高伟 奔粤阳 《电光与控制》 北大核心 2013年第2期15-18,共4页

针对捷联惯导系统初始对准精度问题,提出了一种采用多普勒计程仪辅助捷联惯导系统进行初始对准的方法。分析了多普勒计程仪测速误差的形式,建立了多普勒计程仪与捷联惯导系统的误差模型,通过输出校正的方法修正多普勒计程仪的速度信息,... 针对捷联惯导系统初始对准精度问题,提出了一种采用多普勒计程仪辅助捷联惯导系统进行初始对准的方法。分析了多普勒计程仪测速误差的形式,建立了多普勒计程仪与捷联惯导系统的误差模型,通过输出校正的方法修正多普勒计程仪的速度信息,为惯导系统提供准确的载体速度信息,采用卡尔曼滤波进行捷联惯导系统的精对准。并对舰船匀速直航状态时,多普勒计程仪辅助捷联惯导系统的初始对准进行了仿真分析。理论分析与仿真结果表明:该方案能有效地解决舰船的初始对准问题,收敛速度较快,而且具有较高的精度。 展开更多

关键词 捷联惯导 初始对准 卡尔曼滤波 多普勒计程仪 输出校正

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多普勒计程仪测流速精度考核试验研究

15

作者 魏世乐 黄蔚 +4 位作者 杨宗元 杨建 罗涛 王红华 佘亚军 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第5期123-128,共6页

针对现有的计程仪对水测速精度考核方法抗外界干扰能力差的问题,文章提出了一种可减小风速风向和洋流影响的多普勒计程仪测流速精度考核新方法,该方法的核心思想在于"顺-逆"和"逆-顺"2个航程的计程仪速度平均矢量值... 针对现有的计程仪对水测速精度考核方法抗外界干扰能力差的问题,文章提出了一种可减小风速风向和洋流影响的多普勒计程仪测流速精度考核新方法,该方法的核心思想在于"顺-逆"和"逆-顺"2个航程的计程仪速度平均矢量值与GPS速度矢量平均值相等。通过公式推导,给出了该方法抗洋流流速流向、风速风向等外界因素干扰的特性原理,并通过测流速误差分析计算,得到该方法相对于合速度标量消流法的高精度特性。最后,通过海上试验结果,验证了该方法的精确性和有效性。 展开更多

关键词 多普勒计程仪 对水测速 测流误差

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基于目标优化的多普勒计程仪参数离线标定方法 被引量：1

16

作者 白龙 李速 吴爽 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2020年第S01期180-188,共9页

[目的]为提高水下机器人的水下组合导航定位精度,需要准确标定出捷联惯性导航系统(SINS)和多普勒计程仪(DVL)之间的安装误差角以及DVL的刻度系数。借鉴多学科优化设计思路,提出基于目标优化方法和传感器实航采集数据的DVL参数离线标定... [目的]为提高水下机器人的水下组合导航定位精度,需要准确标定出捷联惯性导航系统(SINS)和多普勒计程仪(DVL)之间的安装误差角以及DVL的刻度系数。借鉴多学科优化设计思路,提出基于目标优化方法和传感器实航采集数据的DVL参数离线标定方法。[方法]首先,通过跑船实航的方式,开展传统两点法的DVL标定试验和4个航次的FINS/DVL组合导航定位精度验证试验,并将该试验结果作为对比参照;其次,基于离线数据的组合导航过程仿真,使用田口试验法对DVL参数的值域空间进行随机撒点计算,应用响应面模型对计算结果进行截面插值,得到初步的最优解,即DVL标定参数的初值;之后,使用单目标粒子群优化算法,通过迭代优化DVL参数,最终收敛得到最优解,即该方法标定出的DVL参数;最后,使用实航标定出的DVL参数和优化方法得到的DVL参数,分别进行4个航次的FINS/DVL组合导航的离线仿真验证。[结果]结果表明:目标优化方法适用于DVL参数的离线标定,与传统两点法标定相比,经过该方法标定后的FINS/DVL组合导航的终点定位误差降低了24.1%,水下组合导航定位精度显著提升。[结论]所提方法可为自主式水下机器人(AUV)组合导航系统的DVL标定提供有效手段。 展开更多

关键词 组合导航 多普勒计程仪标定 安装误差 目标优化 离线仿真

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声学多普勒测速技术综述 被引量：8

17

作者 曹忠义 孙大军 +2 位作者 张志鑫 张殿伦 勇俊 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1914-1926,共13页

速度信息是实现水下精确自主导航的重要参量之一。本文以海洋声学多普勒测速技术为对象,介绍了其研究现状、关键技术和发展趋势。首先将声学测速技术分为声学相关测速技术和声学多普勒测速技术;在此基础上,总结了声学多普勒测速信号处... 速度信息是实现水下精确自主导航的重要参量之一。本文以海洋声学多普勒测速技术为对象,介绍了其研究现状、关键技术和发展趋势。首先将声学测速技术分为声学相关测速技术和声学多普勒测速技术;在此基础上,总结了声学多普勒测速信号处理方法、技术演化历程和国内外设备发展现状;讨论了声学多普勒测速的波形设计、误差标校、性能评价、系统检测等关键技术;最后对声学多普勒测速技术未来发展进行了展望,梳理了声学环境感知、一体化融合等趋势,为相关研究提供有益的参考和借鉴。 展开更多

关键词 声学多普勒测速 多普勒计程仪 多普勒流速剖面仪 相控阵 相位编码 波形设计 误差标校 性能评价 系统检测

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基于高斯-柯西核的多AUV协同导航最大熵鲁棒滤波算法

18

作者 刘鹏飞 张倍铭 +3 位作者 刘鹏娇 刘晓健 刘昊 马国驹 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第5期487-494,530,共9页

多自主水下航行器(AUV)协同导航是水下多任务执行的关键技术之一。针对基于捷联惯性导航系统(SINS)/多普勒计程仪(DVL)的多AUV协同导航系统中,量测信息易受水下声道异常噪声影响导致定位精度下降的问题,提出一种基于高斯-柯西核的多AUV... 多自主水下航行器(AUV)协同导航是水下多任务执行的关键技术之一。针对基于捷联惯性导航系统(SINS)/多普勒计程仪(DVL)的多AUV协同导航系统中,量测信息易受水下声道异常噪声影响导致定位精度下降的问题,提出一种基于高斯-柯西核的多AUV协同导航滤波算法。首先,在SINS/DVL紧组合模型的基础上,推导了距离辅助修正模型。其次,为降低复杂水下环境中异常野值对协同精度的影响,提出基于高斯-柯西核的最大熵鲁棒滤波算法。湖试实验结果表明,所提算法的定位精度较卡尔曼滤波算法、Huber滤波算法和高斯核最大熵滤波算法分别提升70.3%、62.4%和35.4%,有效降低了水下复杂环境引起的异常噪声对定位精度的影响。 展开更多

关键词 惯性/多普勒计程仪 协同导航 相对距离 柯西核 最大熵

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一种基于深度学习辅助的SINS/DVL组合导航方法 被引量：1

19

作者 匡兴红 黄傲威 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1810-1822,共13页

水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)导航定位精度一定上程度影响了AUV的工作效率,由于GNSS无法在水下使用,以捷联惯导系统/多普勒计程仪(SINS/DVL)的组合导航系统受到众多青睐。DVL在部分情况下会失效,若直接将DVL隔离,系... 水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)导航定位精度一定上程度影响了AUV的工作效率,由于GNSS无法在水下使用,以捷联惯导系统/多普勒计程仪(SINS/DVL)的组合导航系统受到众多青睐。DVL在部分情况下会失效,若直接将DVL隔离,系统将变为纯惯性导航系统,严重影响导航定位的精度。为了应对DVL在部分波束缺失的情况,提出了一种DLinear-informer辅助组合导航算法。通过DLinear对原始输入数据特有的分解方式,增强了算法对AUV非线性信息的提取与学习,提高了速度预测精度。实验结果表明:所提算法能够准确预测DVL失效期间丢失波束的速度,降低组合导航的位置误差,提高了系统的鲁棒性和定位精度。 展开更多

关键词 水下机器人 捷联惯导系统/多普勒计程仪 组合导航 波束缺失 DLinear-informer

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基于两个点集间参数估计的DVL标定方法

20

作者 罗皓 刘锡祥 +2 位作者 刘剑威 吴小强 程相智 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第3期344-352,共9页

[目的]为了提高无人艇(USV)捷联惯性导航(SINS)与多普勒计程仪(DVL)组合导航的精度,需要对DVL误差进行精确标定。[方法]首先,对DVL的安装误差角、杆臂、比例因子进行误差建模,着重分析舰船中杆臂误差项对组合导航定位产生的影响;然后,... [目的]为了提高无人艇(USV)捷联惯性导航(SINS)与多普勒计程仪(DVL)组合导航的精度,需要对DVL误差进行精确标定。[方法]首先,对DVL的安装误差角、杆臂、比例因子进行误差建模,着重分析舰船中杆臂误差项对组合导航定位产生的影响;然后,提出一种基于两个点集间参数估计的DVL误差标定方法,即将SINS/GNSS导航参数与DVL输出参数视为两个点集,将标定问题转换为两个点集间差值的估计问题,再利用卡尔曼滤波器对两个点集间的误差参数进行估计;最后,利用基于奇异值分解(SVD)的可观测性分析,对不同运动条件下滤波器的可观测性定量分析,给出标定过程中载体的运动策略。[结果]数学仿真和海试试验结果表明,标定后的SINS/DVL算法全局相对精度可达到0.122%航程;在角机动时,杆臂会导致SINS/DVL定位突变;补偿杆臂后的定位误差更加平滑,且整体上具有更小的定位误差。[结论]所提方法可为包括杆臂在内的各项DVL误差标定提供可行的途径。 展开更多

关键词 无人艇 SINS/DVL组合导航 多普勒计程仪标定 杆臂误差 可观测性分析

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