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声速剖面测量误差对水下定位的影响 被引量:8
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作者 李景森 薛树强 +2 位作者 徐莹 李保金 卞加超 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2062-2070,共9页
声速误差是全球导航卫星系统/声学定位的主要误差。受海洋环境的复杂时空变化和声速测量多来源误差影响,声速剖面必然含有测量误差,从而影响水下定位结果的精确性。在仅考虑声速垂向分层假设的前提下,本文对声速剖面观测中不可避免的系... 声速误差是全球导航卫星系统/声学定位的主要误差。受海洋环境的复杂时空变化和声速测量多来源误差影响,声速剖面必然含有测量误差,从而影响水下定位结果的精确性。在仅考虑声速垂向分层假设的前提下,本文对声速剖面观测中不可避免的系统误差和随机误差对海底应答器定位的影响进行了研究。结论如下:当海面航迹关于海底应答器成轴对称时,声速误差主要反映在垂直方向以及其中一个水平方向;当海面航迹关于海底应答器成中心对称时,声速误差主要反映在垂直方向,且水平方向的精度几乎不受声速误差的影响;声速剖面无论是含系统误差,还是随机误差,其对定位结果的影响都是系统性,对海底应答器定位结果的影响规律也是相同的,且均可由顾及声速剖面时空代表性误差的海底精密定位模型予以削弱。 展开更多
关键词 声速误差 声线跟踪 时空变化 全球导航卫星系统/声学 水下高精度定位 海底大地测量 蒙特卡罗 海底控制点
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主动式定位的椭球交会原理及其2种解法
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作者 薛树强 杨文龙 赵爽 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期1-7,共7页
空间球交会定位原理广泛应用,但并非所有主动式定位系统均适用该定位原理。该文探讨了主动式双程定位观测模型及与之适配的椭圆交会定位原理,分析了主动式定位模型化为空间交会定位模型的模型误差,提出了基于高斯-牛顿法的主动式定位模... 空间球交会定位原理广泛应用,但并非所有主动式定位系统均适用该定位原理。该文探讨了主动式双程定位观测模型及与之适配的椭圆交会定位原理,分析了主动式定位模型化为空间交会定位模型的模型误差,提出了基于高斯-牛顿法的主动式定位模型直接求解算法,以消除参数初值误差及其模型非线性强度影响;同时,为了继承基于空间交会原理的定位模型和算法,提出了求解主动式定位模型的间接解法,该方法通过双程距离精确转化为单程距离实现。以主动式声呐定位应用场景为例,进行深海3 000 m海试数据验证,结果表明,主动式声呐定位模型相对于传统空间交会定位模型具有更高的定位精度,且直接解法与间接解法结果及其精度评定结果相同。其中,间接法通过建立往返双程距离比例关系,将模型近似误差进行等效转化,可对现有常规定位模型与算法直接加以利用,因此该方法具有更好的实用价值。 展开更多
关键词 主动式定位 空间交会 椭圆交会 声呐定位 非线性平差
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基于特征点位置约束的三维激光移动测量位姿改正方法
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作者 王鑫林 辛明真 +4 位作者 于孝林 孔锁财 任国贞 宿殿鹏 阳凡林 《山东科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第2期49-57,共9页
准确的导航定位信息是激光移动测量系统获取高精度点云的基础,但导航定位系统在短时段失效情况下会导致观测点位置信息不准确,从而无法获得准确的点云数据。为此,提出一种基于特征点位置约束的激光移动测量位姿改正方法,利用导航定位系... 准确的导航定位信息是激光移动测量系统获取高精度点云的基础,但导航定位系统在短时段失效情况下会导致观测点位置信息不准确,从而无法获得准确的点云数据。为此,提出一种基于特征点位置约束的激光移动测量位姿改正方法,利用导航定位系统失效时段前后测量得到的少量特征点位置信息,构建基于不同时刻特征点配准的位姿改正模型,将导航定位系统失效时刻的观测点位置和姿态作为待估参数进行最小二乘解算,实现位姿参数恢复和点云重构。结果表明,采用基于特征点位置约束的位姿改正方法,导航定位系统短时段失效情况下的点云坐标中误差从米级改正到了分米级,对于提升组合导航系统稳定性和点云移动测量精度有重要的参考价值。 展开更多
关键词 三维激光 移动测量 特征点约束 位姿改正 坐标转换 最小二乘
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全球导航卫星系统-声呐组合观测模型分类体系 被引量:13
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作者 薛树强 杨元喜 +2 位作者 肖圳 赵爽 李保金 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1857-1868,共12页
本文回顾了海底大地测量全球导航卫星系统-声呐观测模型近二十年来的发展,以声速误差处理为主线给出了全球导航卫星系统-声呐观测模型的分类体系,按函数模型、随机模型和约束条件进行了归纳,探讨了未来发展方向。研究表明:测距定位模型... 本文回顾了海底大地测量全球导航卫星系统-声呐观测模型近二十年来的发展,以声速误差处理为主线给出了全球导航卫星系统-声呐观测模型的分类体系,按函数模型、随机模型和约束条件进行了归纳,探讨了未来发展方向。研究表明:测距定位模型无需现场声速剖面测量,但需解决声速垂向梯度影响的有效参数化估计或改正问题;海底大地测量更为关注声速时空变化对观测值影响,为此推荐采用声速场误差加性补偿模型及其导出的声速场参数间接估计模型;海底局域网阵列存在类似共模环境误差,具有提升海洋环境参数估计及海底定位精度的能力。 展开更多
关键词 海底大地测量 全球导航卫星系统 声呐 水下定位 参考声速 声速误差 补偿模型 声速场反演 天顶延迟 参数估计
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海洋声呐测距环境误差改正模型优选
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作者 范云浩 周杰 +3 位作者 韩念林 赵爽 肖圳 朱冀星 《导航定位学报》 北大核心 2025年第1期69-75,共7页
针对声线跟踪算法在全球卫星导航系统(GNSS)组合声学测距技术中计算效率低、难以满足实时水下导航定位需求问题,提出一种声速误差参数化建模方法:利用常梯度声线跟踪模型定义并计算声速误差;然后构建与声线高度角和深度相关的声速误差... 针对声线跟踪算法在全球卫星导航系统(GNSS)组合声学测距技术中计算效率低、难以满足实时水下导航定位需求问题,提出一种声速误差参数化建模方法:利用常梯度声线跟踪模型定义并计算声速误差;然后构建与声线高度角和深度相关的声速误差函数模型,结合观测时延信息,实现对测距误差的改正;最后通过水下定位仿真系统对模型的可行性和稳定性进行实验验证。结果表明,提出的方法可实现声速误差的有效建模,其中,“复合+双指数”模型的精度最高,经过测距误差修正后可达到厘米级水下定位精度;同时,相较于传统声线跟踪方法可显著降低计算成本,在深海定位中计算效率可提升100倍以上。 展开更多
关键词 水下导航定位 声速误差 参数化建模 函数模型 测距误差
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