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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
1
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 基线 校准改正
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超短基线声学定位系统安装误差精确校准 被引量:11
2
作者 郑翠娥 孙大军 +1 位作者 张殿伦 李想 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期894-898,共5页
超短基线由于其小尺寸和使用方便而被广泛应用于海洋开发中.超短基线在安装时无法保证其声学换能器基阵的方位系统与载体的方位系统完全重合,从而引入了系统的安装误差.对高精度定位而言,该误差是不容忽略的.利用锚于水底的声学应答器... 超短基线由于其小尺寸和使用方便而被广泛应用于海洋开发中.超短基线在安装时无法保证其声学换能器基阵的方位系统与载体的方位系统完全重合,从而引入了系统的安装误差.对高精度定位而言,该误差是不容忽略的.利用锚于水底的声学应答器地理位置不随洋流及测量载体的变化而变化的特点,借助外接的高精度GPS和姿态传感器的信息用最小二乘的方法对其安装误差进行校准.理论分析和试验结果证明,该方法有效地解决了安装误差问题,海试结果表明经过安装误差校准后系统的定位精度可达到斜距的5‰,满足系统要求. 展开更多
关键词 基线 定位系统 安装误差校准 最小二乘
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超短基线定位系统安装误差校准技术研究 被引量:14
3
作者 郑翠娥 孙大军 +1 位作者 张殿伦 李想 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第8期171-173,共3页
超短基线定位系统由于基阵尺寸小、安装方便,在海洋开发中得到了广泛的应用。高精度超短基线定位系统的安装误差影响不可忽视,需要在使用前进行精确校准,同时在深海使用条件下,声线修正是必需的。提出了一种基于最小二乘的结合声线修正... 超短基线定位系统由于基阵尺寸小、安装方便,在海洋开发中得到了广泛的应用。高精度超短基线定位系统的安装误差影响不可忽视,需要在使用前进行精确校准,同时在深海使用条件下,声线修正是必需的。提出了一种基于最小二乘的结合声线修正的超短基线定位系统安装误差校准方法,该方法性能稳定、计算量小,湖上和海上试验验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 基线定位系统 安装误差校准 最小二乘 声线修正
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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
4
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 基线 RTK GPS 安装校准
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超短基线定位系统的误差分析 被引量:12
5
作者 张道平 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 1989年第4期510-517,共8页
本文对超短基线定位系统的误差进行了分析,建立了定位的随机误差和测量值误差之间的关系。
关键词 基线 定位系统 误差 船舶
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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
6
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 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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超短基线声定位系统 被引量:2
7
作者 曹全林 关平 《声学技术》 CSCD 1995年第2期61-66,共6页
本文叙述了超短基线声定位系统的工作原理,给出了系统的电路原理框图,并提出了用卡尔曼滤波器作后置处理,对具有随机扰动的水下运动目标的方位进行最佳估计,从而提高定位精度的方法,计算机模拟的结果表明,此方法能较好地适应水下... 本文叙述了超短基线声定位系统的工作原理,给出了系统的电路原理框图,并提出了用卡尔曼滤波器作后置处理,对具有随机扰动的水下运动目标的方位进行最佳估计,从而提高定位精度的方法,计算机模拟的结果表明,此方法能较好地适应水下目标的各种机动情况,能明显地降低水下目标的方位统计误差,较好地改善了定位系统的性能。 展开更多
关键词 基线 定位系统 水下目标
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超短基线系统定位精度改进方法 被引量:28
8
作者 喻敏 惠俊英 +1 位作者 冯海泓 张晓亮 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2006年第1期86-91,共6页
超短基线是一种常用的水声定位技术,与其它基线相比,超短基线定位系统基线基阵尺寸小,易于安装。由于在远距离误差发散快,超短基线作用距离不远,其远距离定位精度也不高。为了满足深海作业需要,提高超短基线远距离的定位精度,提出改进... 超短基线是一种常用的水声定位技术,与其它基线相比,超短基线定位系统基线基阵尺寸小,易于安装。由于在远距离误差发散快,超短基线作用距离不远,其远距离定位精度也不高。为了满足深海作业需要,提高超短基线远距离的定位精度,提出改进超短基线定位精度的两种方法,一种方法是通过改进基阵阵形,从而加大基阵孔径提高定位精度;另一种是通过使用宽带信号测向,采用相关峰内插时延估计的方法。经计算机仿真,通过两种方法改进后的超短基线系统定位精度都得到不同程度的提高。 展开更多
关键词 基线 定位精度 改进方法 水声定位
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基于重复广义互相关时延估计的超短基线水声定位算法 被引量:10
9
作者 徐晓苏 孙晓俊 +1 位作者 张涛 童金武 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期66-71,共6页
针对在超短基线水声定位中,传统时延估计算法抗噪声性能差的问题,提出了一种基于重复广义互相关时延估计的超短基线水声定位算法。通过对两个源信号的其中一个增加一次自相关后,再对这两个源信号进行合适的加权广义互相关,之后对反傅里... 针对在超短基线水声定位中,传统时延估计算法抗噪声性能差的问题,提出了一种基于重复广义互相关时延估计的超短基线水声定位算法。通过对两个源信号的其中一个增加一次自相关后,再对这两个源信号进行合适的加权广义互相关,之后对反傅里叶变换后得到的广义互相序列进行峰值检测,最终得到时延。通过半物理实验,比较经典的互相关算法和重复广义互相关算法发现,在相同环境中,新提出的算法时延估计误差为0.0112 s,相对于经典算法的0.0209 s,能够提高46.4%。基于重复广义互相关的超短基线定位算法仿真实验,表明X轴定位精度提高97.1%,Y轴定位精度提高96.3%。 展开更多
关键词 二次相关 基线定位 广义互相关 水声定位
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一种基于超短基线的高精度多目标水声定位技术研究 被引量:11
10
作者 郑翠娥 孙大军 张殿伦 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2007年第2期12-16,共5页
超短基线定位系统由于基阵尺寸小、安装方便,在海洋开发中得到了广泛的应用。信号设计是多目标水声定位系统的关键。与常规的跳频序列相比,COSTAS阵列具有良好的相关特性。文中对COSTAS跳频信号进行了分析,仿真结果表明,由它构建的跳频... 超短基线定位系统由于基阵尺寸小、安装方便,在海洋开发中得到了广泛的应用。信号设计是多目标水声定位系统的关键。与常规的跳频序列相比,COSTAS阵列具有良好的相关特性。文中对COSTAS跳频信号进行了分析,仿真结果表明,由它构建的跳频信号有着较好的多目标信号抑制能力,并且可以找到合乎系统要求的多目标信号编码组。试验结果也证明了采用这种基于COSTAS阵列的跳频工作方式较为适合水下多目标声学定位。 展开更多
关键词 多目标水声定位 COSTAS阵列 基线
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利用数据融合改进超短基线系统定位精度 被引量:3
11
作者 黄健 严胜刚 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2018年第7期1-4,共4页
超短基线定位系统是一种常用的水下声学定位设备,其定位精度有限,且基阵阵型的设计对目标的定位精度存在影响。本文提出了一种利用数据融合改进超短基线系统定位精度的方法。系统仅经过一次测量,通过各基本阵列构型对目标进行初步定位,... 超短基线定位系统是一种常用的水下声学定位设备,其定位精度有限,且基阵阵型的设计对目标的定位精度存在影响。本文提出了一种利用数据融合改进超短基线系统定位精度的方法。系统仅经过一次测量,通过各基本阵列构型对目标进行初步定位,再将定位结果进行有效的数据融合,得到最终的结果。仿真试验表明,本文提出的方法可以有效地提高低信噪比情况下超短基线定位系统的可靠性和定位精度。 展开更多
关键词 数据融合 基线定位系统 平面五元十字阵
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超短基线水下定位校准方法的探讨与分析 被引量:13
12
作者 刘文勇 江林 +1 位作者 钱立兵 张慧滨 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2011年第1期82-84,93,共4页
超短基线水下定位系统的应用开发和技术研究在现代海洋测绘中发挥着重要作用。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,它是导致超短基线系统定位出现... 超短基线水下定位系统的应用开发和技术研究在现代海洋测绘中发挥着重要作用。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,它是导致超短基线系统定位出现误差的一个重要原因,必须对其进行校准。以英国Sonardyne公司的超短基线ScoutPro和法国IXSEA Oceano公司的超短基线IXSEA GAPS为研究对象,通过实例对比,验证校准方法的简单、快捷、有效。 展开更多
关键词 水下定位系统 基线 校准改正
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基于超短基线的深水网箱网衣监测系统设计 被引量:2
13
作者 汤云峰 郑红 +1 位作者 孔令民 覃柳怀 《渔业现代化》 北大核心 2015年第3期52-55,共4页
海水网箱养殖已经发展成为中国海水养殖的支柱产业之一,网衣的状态对深水网箱的养殖过程至关重要。为掌握网衣的实时状态,设计了一种基于超短基线水声定位技术的深水网箱养殖网衣监测系统。系统由固定于网箱监测平台上的基阵和安装在网... 海水网箱养殖已经发展成为中国海水养殖的支柱产业之一,网衣的状态对深水网箱的养殖过程至关重要。为掌握网衣的实时状态,设计了一种基于超短基线水声定位技术的深水网箱养殖网衣监测系统。系统由固定于网箱监测平台上的基阵和安装在网衣节点上的水下信标组成,基阵与信标之间收发声信号,对信标进行定位。系统多个信标的水声定位采用m序列伪随机信号,利用码分多址技术以区分网衣上的多个信标。信标信号的收发由单片机控制,当接收到基阵的定位指令信号时,即发送本机地址码,根据传播时间及相位计算每个信标的空间坐标。监测系统利用该空间坐标计算网衣的容积,还原网衣状态,实现对养殖过程的实时监测。此系统可有效解决网衣水下光学监测存在的问题,如可视范围小、水质要求高、难以长期监测等,可用于浑浊海区的网箱网衣监测。 展开更多
关键词 网箱养殖 网衣 监测 水声定位 基线
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声速分布深海超短基线定位算法 被引量:7
14
作者 赵安邦 何文翔 +1 位作者 董海防 惠俊英 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第15期4763-4767,共5页
超短基线定位系统因其基线基阵尺寸小,易于安装而常被用于海洋科学领域,而改进深海条件下,长程超短基线的定位算法以求得到更高的定位精度势在必行。以超短基线定位原理及传统的超短基线定位算法为引子,提出了一种简便的可用于任意声速... 超短基线定位系统因其基线基阵尺寸小,易于安装而常被用于海洋科学领域,而改进深海条件下,长程超短基线的定位算法以求得到更高的定位精度势在必行。以超短基线定位原理及传统的超短基线定位算法为引子,提出了一种简便的可用于任意声速分布的定位新算法,并通过计算机仿真比较验证了该算法的有效性。 展开更多
关键词 基线 新算法 定位精度 水声定位
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一种新颖的短线阵高精度定位系统 被引量:6
15
作者 梁国龙 江峰 蔡平 《应用声学》 CSCD 北大核心 1999年第5期15-18,共4页
本文提出一种基于自适应相位差计的方位序列估计技术。在应用于一个短线阵的分裂波束定向系统时,不仅有较高的测向精度,而且因为可以获得较高的阵处理增益,因而能对远距离的目标进行精确定位。
关键词 定位系统 阵处理 目标跟踪 基线定位 水声
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宽带高阶子空间超短基线水下声学定位 被引量:2
16
作者 杨磊 黄俊达 姜龙玉 《信号处理》 CSCD 北大核心 2023年第10期1866-1878,共13页
超短基线作为一种常用的水声定位技术,具有基阵尺寸小,易于布置等优势,但存在因阵列孔径过小而定位精度欠佳等问题。对此,本文提出了一种基于宽带高阶子空间的超短基线水下声源定位方法,将水下源定位问题转换成高阶波达角的估计问题,在... 超短基线作为一种常用的水声定位技术,具有基阵尺寸小,易于布置等优势,但存在因阵列孔径过小而定位精度欠佳等问题。对此,本文提出了一种基于宽带高阶子空间的超短基线水下声源定位方法,将水下源定位问题转换成高阶波达角的估计问题,在降低阵列孔径对定位精度影响的同时,提高了定位方法的可扩展性。该方法主要分为三个步骤:1)根据超短基线阵列构建阵列宽带信号接收模型;2)利用高阶累积量子空间方法虚拟扩展阵元数,提高阵列孔径,以此来提高目标在超短基线三维阵列结构下的方位角和俯仰角估计精度;3)根据发射信号波和接收信号波之间的时间关系,融合匹配滤波算法估计水下源斜距。在此基础上,本文针对水下目标动态姿态调整引起的定位失真问题,引入了自适应卡尔曼滤波模型来弱化噪声干扰,提出了一种基于自适应卡尔曼滤波的宽带高阶子空间动态目标定位方法。实验表明,本文提出的方法对水下声源定位具有更好的分辨率、对噪声具有更好的鲁棒性;与现主流的基于时延差、相位差的超短基线水下源定位方法相比,具有更好的定位精度。且在动态目标定位场景中,本文提出的方法平滑度更好,更加贴合于理论值,这也体现了本文动态定位方法对水下源轨迹跟踪具有更好的准确性。 展开更多
关键词 水声定位技术 基线 高阶子空间技术 自适应卡尔曼滤波
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超短基线纯方位定位的目标搜索航迹规划 被引量:5
17
作者 勇俊 李昭 +1 位作者 郑翠娥 孙大军 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期438-444,共7页
超短基线纯方位定位可在缺乏斜距信息的条件下实现对声信标的定位,以实现对丢失声信标的打捞.针对该方法定位误差与测量船航迹有关的问题,探讨了对搜索航迹的规划,以在保证定位精度的条件下提高搜索效率.从两测点纯方位定位模型出发,分... 超短基线纯方位定位可在缺乏斜距信息的条件下实现对声信标的定位,以实现对丢失声信标的打捞.针对该方法定位误差与测量船航迹有关的问题,探讨了对搜索航迹的规划,以在保证定位精度的条件下提高搜索效率.从两测点纯方位定位模型出发,分析了纯方位定位算法定位误差的空间分布情况,确定了此方法的定位高精度区域.据此分别研究了采用直线航迹与圆弧航迹进行定位的误差特点,将两者的定位性能进行比对后,得出在相同误差条件下圆弧航迹定位精度优于直线航迹的结论,并通过计算机仿真与外场实验进行了验证.最后结合分析结果与两种航迹的大范围搜索效率规划出采用"直线-圆弧"航迹联合搜索定位丢失信标的方案. 展开更多
关键词 基线 纯方位定位 航迹规划 水声定位系统
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中海达iTrack系列水声定位系统的应用 被引量:3
18
作者 罗宇 施剑 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2014年第8期136-137,共2页
一、前言水声定位系统是利用声学信号对水下目标进行定位的系统。水声定位系统主要是对局部区域的水下目标进行精确定位及导航。根据测量基线的长度不同,水声定位系统分为超短基线(USBL/SSBL)、短基线(SBL)和长基线(LBL)3种方式。目前,... 一、前言水声定位系统是利用声学信号对水下目标进行定位的系统。水声定位系统主要是对局部区域的水下目标进行精确定位及导航。根据测量基线的长度不同,水声定位系统分为超短基线(USBL/SSBL)、短基线(SBL)和长基线(LBL)3种方式。目前,国内市场上主要采用国外的水声定位系统,主要的生产厂商有:法国IXSEA、挪威Kongsberg、英国Sonardyne、澳大利亚Nautronix。 展开更多
关键词 水声定位系统 iTrack 基线 水下目标 声学信号 长基 声呐 测量基 时间同步技术 水听器
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基于二次多项式拟合的超短基线声线修正方法 被引量:2
19
作者 罗宇 程梦迪 +2 位作者 李倩倩 宋熙昭 施剑 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期42-47,共6页
超短基线定位解算中的距离观测值是指换能器与水下应答器之间的直线距离,而海水声速的不均匀分布导致声波在海水中的实际传播路径为连续弯曲的曲线,需要结合实测声速剖面进行声线修正。根据声速在分层介质中的传播特性,本文提出了一种... 超短基线定位解算中的距离观测值是指换能器与水下应答器之间的直线距离,而海水声速的不均匀分布导致声波在海水中的实际传播路径为连续弯曲的曲线,需要结合实测声速剖面进行声线修正。根据声速在分层介质中的传播特性,本文提出了一种基于二次多项式拟合的声线跟踪算法,采用线性插值方法对声速剖面数据进行合理加密并按等深度进行分层,设定每层声速梯度是不断变化的,用二次多项式拟合声速,基于运动学原理建立了完整的数学解算模型。仿真结果表明,该方法修正后的水下目标分布具有明显的收敛性,且优于等梯度声线跟踪算法和等效声速剖面法,显著提高了超短基线水声定位系统的定位精度。 展开更多
关键词 超短基线水声定位系统 声线弯曲误差 声线跟踪算法 二次多项式拟合
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水下声学定位系统及其应用 被引量:115
20
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 基线 海洋工程 声学定位系统
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