水下定位技术概述ppt课件.pptx

水下定位技术概述The Overview of Underwater Positioning Technology,仰涛2017/4/13,大纲,基本概念三种基线定位技术原理定位误差来源,基本概念：背景,靠什么实现水下定位？声波在海水中的衰减速度远小于电磁波，所以水下定位主要采用声波。,基本概念：背景,水下声学定位的应用：航道安全、深海矿藏资源调查、海底光缆线路铺设等，对水下拖体进行导航定位。,基本概念：三种声学定位系统,短基线定位系统,使用非同步信标的短基线系统,使用应答器的短基线水声定位系统,7,dR31,X,非同步信标定位解算方法,1.求x坐标,2.求y坐标,8,使用应答器的结算方法,(a,-b),(-a,-b),(a,b),(-a,b),2.求x，y坐标,1.建立数学模型,9,9,(a,-b),(-a,-b),(a,b),(-a,b),3.求z坐标,其中,10,若只收到3个信号，例如1，2，3号收到信号,深度的均值,10,(a,-b),(-a,-b),(a,b),(-a,b),组成结构：发射换能器和几个水听器可以组成一个直径只有几厘米几十厘米的水听器基阵，称为声头。声头可以安装在船体的底部，也可以悬挂于小型水面船的一侧。,超短基线定位系统,超短基线系统的两种定位解算方式,12,已知,方位-深度法声线入射角和已知深度h,方位-距离法声线入射角和测量距离R,超短基线定位系统算法,D,长基线定位系统,14,可算出船与应答器之间的精确距离。通过定位方程解算出船在应答器阵中的相对位置坐标。,应答器发出回答信号,舰上问答机发出询问信号,F43,T3,F41,T1,F42,T2,x,y,z,x1,y1,z1,x3,y3,z3,x2,y2,z2,长基线定位系统算法,长基线定位系统算法,其中,定位误差来源,系统误差：声速测量误差、声波波长误差、声线弯曲导致的相位测量误差、基阵安装误差等。随机误差：海洋噪声、船姿态、水听器基阵姿态变化等。,定位误差：声线弯曲,常声速声线跟踪法,常梯度声线跟踪法,定位误差：姿态变化,为什么要进行姿态修正：船受风、浪影响，会有晃动。而测量是以基阵坐标系进行的。解决方法：姿态修正（坐标变换）,姿态变化,定位误差：海洋噪声,海洋噪声来源：海面波浪空化噪声，舰船噪声等。应对措施：对噪声源抑制降低噪声提高信噪比。选择流线型的测量船和换能器，选择低噪音发动机，增大吃水深度等。,Thanks！,