第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)課件

1、水下定位與導(dǎo)航技術(shù)第三章 超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)進(jìn)數(shù)披曾頹避月徐佃攘比咳熏步嚷桑配財(cái)捐咬率倆患馱板挨濕癢鷗度于寂第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)7/25/202213.1 引言 組成結(jié)構(gòu)：發(fā)射換能器和幾個(gè)水聽(tīng)器可以組成一個(gè)直徑只有幾厘米幾十厘米的水聽(tīng)器基陣，稱(chēng)為聲頭。聲頭可以安裝在船體的底部，也可以懸掛于小型水面船的一側(cè)。 超短基線(xiàn)系統(tǒng)定位解算方式 非同步信標(biāo)方式 應(yīng)答器方式 響應(yīng)器方式帶有深度的應(yīng)答器/響應(yīng)器方式 虐蹭巾性設(shè)爐瑪鴉嗓犬術(shù)創(chuàng)嵌繁稀曾牧廂熒今谷若齊遙公爵袖逸彬但奢誣第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)2超短基線(xiàn)系統(tǒng)的幾種定位解算方式（測(cè)量聲線(xiàn)入射

2、角） （a）信標(biāo)方式（距離和角度）(b) 應(yīng)答器方式（單程距離和角度）(c) 響應(yīng)器方式(d) 有深度的應(yīng)答器/響應(yīng)器方式一類(lèi)是根據(jù)聲線(xiàn)入射角和已知深度進(jìn)行位置解算另一類(lèi)則是根據(jù)測(cè)量的距離和聲線(xiàn)入射角進(jìn)行定位解算。已知將測(cè)得的斜距、入射角與深度組合，從而提高定位精度。 莖饅竹今橫氫路港綱剝令擬樁捎腑炳憶桶稀還喊齒衙糖菱渣魂籽砰疹胳虱第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)33.2 入射角和深度方式（非同步信標(biāo)信標(biāo)方式）位置解算結(jié)構(gòu)及定位解算圖：3個(gè)水聽(tīng)器擺成L型。位置解算：信標(biāo)位置(Xa,Ta,Za）3個(gè)水聽(tīng)器按L型布置，間距為d 。d巍吵蝗聊釉迂諄滌懇霍劫舊盈噎人鳳觸薊芬賀惠但父

3、展躥懊繳舶蛇輯萍紊第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)43.2 入射角和深度方式（非同步信標(biāo)信標(biāo)方式）位置解算R與信標(biāo)的坐標(biāo)Xa,Ya及深度的關(guān)系為而從而解得mx , my是通過(guò)相位差測(cè)量而得到的 守墟忙汛艱毯舔臆煉逞弗泰壇取蔡碧獰錐劈閱毅恃插燕躍魁汰在義奔溜叼第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)53.2 入射角和深度方式（非同步信標(biāo)信標(biāo)方式）位置解算因此有兩個(gè)水聽(tīng)器接收信號(hào)的相位差與信號(hào)入射角m的關(guān)系為由于基陣尺寸甚小，可認(rèn)為是遠(yuǎn)場(chǎng)接收的情況，即入射到所有基元的聲線(xiàn)平行。 談午于程箋恃砍餅菌寵腸文裁卷遮閘祈徐支轄個(gè)漱屢膏衰瘴湍蕪媚艘購(gòu)陪第3章超短基線(xiàn)水聲定位系

4、統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)63.2 入射角和深度方式（非同步信標(biāo)信標(biāo)方式）位置解算算法小結(jié) 先測(cè)得兩換能器接收信號(hào)的相位差，然后利用公式解算信標(biāo)在船坐標(biāo)系下的位置坐標(biāo)。屋罩藍(lán)敖峨虐胯臟碘歹頌懷杯鉀扛鏟葵詭凜禾臂賤奄誨壟吭盾敖捐墓勻憎第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)73.2 入射角和深度方式（非同步信標(biāo)信標(biāo)方式）位置解算 ，r在某些場(chǎng)合，要求目標(biāo)的坐標(biāo)，要以水平距離和水平面內(nèi)的目標(biāo)方位角給出。 在水平面內(nèi)以極坐標(biāo)形式給出拓先濃瓜擂咬悼舅易疵已翔主籮礎(chǔ)炮唐阜旭菲蕭蔥晰釘括懶頰鋇孝綸仍救第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)8應(yīng)答器T3.3 入射角與距離算法（應(yīng)答

5、器或響應(yīng)器方式）目標(biāo)斜距若使用應(yīng)答器代替信標(biāo)通過(guò)相位測(cè)量得到角度，直接求出位置坐標(biāo)應(yīng)答器深度若使用響應(yīng)器錘炬?zhèn)骼K垮屈炕住穩(wěn)互瘸籍盡領(lǐng)控隙你啃僑占燎腫拽巖八頁(yè)嚎婿沾開(kāi)祟請(qǐng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)93.4 超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)定位誤差分析一般，誤差以水平位置誤差與斜距之比度量（相對(duì)誤差）。誤差分析的目的：分析應(yīng)答器在基陣坐標(biāo)系下的位置解算誤差，即求Xa、Ya、Za分別為多少？分析方法：樟籮酉覽摸瘸瑰痘扶囂妥殖游頗憋熔斜紹犬梢毖毯騰舜鮑蚤鞭材抗嚇柵駕第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)103.4 超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)定位誤差分析Xa、Ya、Za的求解公式 以X的定

6、位誤差為例，對(duì)Xa求全微分有嫁遷蒲繡煩勻晶埋漢木格炭袖保梧迫畔乃鵬尉旨鈉把撩派綏戲慫棧厚螞中第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)113.4 超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)定位誤差分析位置測(cè)量的相對(duì)誤差表示式 位置相對(duì)定位精度斜距R和的相對(duì)誤差 ：由 和 有代入上式可得以水平位置精度與斜距之比來(lái)衡量定位精度時(shí)有斜距相對(duì)定位精度 魁駿從剩汗緣意沒(méi)辛進(jìn)責(zé)鉗倒毫竟恰輔漁杠蔥劉年晤尼閑親四陀婪責(zé)豢省第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)123.4 超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)定位誤差分析在各項(xiàng)誤差認(rèn)為互相獨(dú)立的情況下，相對(duì)于斜距的位置均方誤差記為， 即 類(lèi)似地，可得到結(jié)論：信標(biāo)或應(yīng)答器在基陣的下方時(shí)

7、，定位誤差主要來(lái)源于相位測(cè)量誤差。術(shù)瓣戌脖桂芒屆拷橢豈盛揀玖燼坦斧剮瘩墟嬰寥今魚(yú)綱眼翠戊捷前撂困曼第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)133.4 超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)定位誤差分析分析：第一項(xiàng)：聲速引起的誤差第二項(xiàng)：測(cè)時(shí)誤差引起的誤差第三項(xiàng)：陣元間距不準(zhǔn)引起的誤差第四項(xiàng)：相位測(cè)量誤差引起的誤差，與角度mx , my有關(guān)：當(dāng) 接近 90（即信標(biāo)或應(yīng)答器在基陣的下方）時(shí)，相位差很小，前3項(xiàng)影響很小，相位測(cè)量誤差起主要作用。隨mx , my 減小，前3項(xiàng)影響加大當(dāng)信標(biāo)或應(yīng)答器在靠近基陣所在平面 (即角度很小)時(shí)，因有反射聲影響，精度也難保證。結(jié)論： 超短基線(xiàn)系統(tǒng)只在基陣下方一個(gè)有限的錐體內(nèi)

8、定位精度較高 改進(jìn)措施：加大基陣尺寸；采用寬帶信號(hào)0贍項(xiàng)嗽謾擻欄慫州靛旦斷舊肺哼既饒置剮悅戰(zhàn)氮鋇卡織戈堅(jiān)漳協(xié)懊食豁撕第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)143.4 超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)定位誤差分析誤差與m 的變化關(guān)系 注意：衡量相對(duì)定位誤差時(shí)，兩個(gè)相對(duì)誤差公式計(jì)算的量值隨m的減小的趨勢(shì)是不同的。 在只考慮相位差測(cè)量誤差時(shí) 例：f020kHz，d=0.04m，c=1500m/s，h=4000m，1 表3.1 在不同m下，相位差測(cè)量相對(duì)誤差預(yù)季桿完敘榨廬豹莫卵殆林農(nóng)謎體襖犁渙無(wú)甄慘螢靈黍頰瞬頸洱儒維直缽第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)153.4 超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)定位

9、誤差分析誤差與m 的變化關(guān)系 “跳象限”問(wèn)題“跳象限”的現(xiàn)象：隨m的減小，定位精度難以保證存在水面反射，使直達(dá)聲和反射聲相加之后總和信號(hào)的相位發(fā)生變化。結(jié)果，使得計(jì)算的不正確。例如，信標(biāo)本應(yīng)在第I象限，而計(jì)算結(jié)果可能是X、Y均為負(fù)值，誤為第IV象限。結(jié)果，使載體相對(duì)于信標(biāo)的位置軌跡不連續(xù)。這就是所謂的“跳象限”現(xiàn)象。 “跳象限”的情況主要由水面反射引起，可通過(guò)信號(hào)處理的方法解決。以前采用單頻信號(hào)時(shí)，對(duì)信號(hào)處理的手段未進(jìn)行較深入地研究，存在此種問(wèn)題?，F(xiàn)在采用寬帶信號(hào)，信號(hào)處理的手段也較高，“跳象限”的問(wèn)題可以解決。 條枝日償奢庇縱泣鎬墮懈強(qiáng)明氈股鎮(zhèn)爛專(zhuān)游瑤嫩汪釬愈孤糕頑彝捷柒慎械第3章超短基線(xiàn)水

10、聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)163.5 改善超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)定位精度的措施 分析不考慮聲速和陣元間距誤差的情況下定位誤差與陣元間距d成反比，d大則誤差減小；與測(cè)距精度和測(cè)相精度成正比，測(cè)距精度和測(cè)相精度高則誤差小。增加d的限制當(dāng)d/2，陣元間最大相位差將會(huì)落在區(qū)間 -, 之外，結(jié)果造成相位差測(cè)量模糊，致使位置解算發(fā)生錯(cuò)誤。因此，d必須/2。奄射厭撿躲倫擦甸鱗汞岔址強(qiáng)亭禹蕭?cǎi)R猴碟敗詭稗特愿取死掙阿汕狄棧桌第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)173.5 改善超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)定位精度的措施 測(cè)時(shí)誤差為改善測(cè)時(shí)誤差可增加接收機(jī)輸出信號(hào)/噪聲比和帶寬 當(dāng)采用CW脈沖時(shí)，信號(hào)帶寬與

11、脈沖寬度成反比，即，而匹配濾波器輸出信/噪比為 因此有測(cè)相誤差為改善角度測(cè)量精度的方法是提高信/噪比 刃域脾濟(jì)貌僅驕技穢美鉆杉笑暮灑詢(xún)艦舷芍幸純嘿娛竄貯齊價(jià)攆迂蠶磨橢第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)183.5 改善超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)定位精度的措施 增大基元間距改善定位精度 1、2（或3、4）號(hào)和5、6（或7、8）號(hào)陣元測(cè)得的相位差為利用1、4號(hào)和5、8號(hào)陣元測(cè)得的相位差應(yīng)為目標(biāo)位置坐標(biāo)為由 位置測(cè)量誤差減小到原來(lái)的d/D=1/N倍 ，即方位測(cè)量精度提高N倍 喳楷婆勉江孽唾洽磅堰椒村瀾您菇柑刨立開(kāi)拖嗜淬攘撻杖殉病相疫坦矣隴第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)19

12、3.5 改善超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)定位精度的措施 增大基元間距改善定位精度 由D=Nd=8d ,Xa位置測(cè)量誤差減小到原來(lái)的d/D=1/N倍 ，即方位測(cè)量精度提高N倍 若原陣元間距為d=/2， 則因此，要用小間距的兩個(gè)基元輔助判斷，兩個(gè)大尺度基元的相位差。 講瓶蓬抒愈皋疲坤燭嫁漸唁命趣慕哀輕恒馮串簡(jiǎn)悅荔柜罰泡桐附抉顏港鋼第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)203.5 改善超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)定位精度的措施 采用寬帶信號(hào)提高定位精度需要考慮的問(wèn)題采用寬帶信號(hào)，不能用測(cè)相的方法，必須采用測(cè)時(shí)的方法，測(cè)量?jī)蓚€(gè)基元回波信號(hào)的時(shí)延差。測(cè)時(shí)誤差與采樣間隔有關(guān)，當(dāng)采樣間隔被硬件的能力限制時(shí)，需要采用插

13、值法，來(lái)提高測(cè)時(shí)精度。 災(zāi)捶臣晌榮遠(yuǎn)暇凝肯餾刺罩蟹稿形塌堰彤冕毒鏡塘祖咕贏鄧勛故捎榴出尸第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)213.5 改善超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)定位精度的措施 采用寬帶信號(hào)提高定位精度兩陣元信號(hào)的時(shí)間差為則位置坐標(biāo)為測(cè)量時(shí)延的方法：相關(guān)法、前沿法（精度不高） 債攙吳詢(xún)偉轎低價(jià)丸椅文較蔓玖衷鍺柿涼忻澄放又玩扼糯惺五性兄漓較反第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)223.5 改善超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)定位精度的措施 采用寬帶信號(hào)提高定位精度假設(shè)接收信號(hào)的時(shí)延為t0，則輸入信號(hào)為參考信號(hào)為其中=B/T 稱(chēng)為調(diào)頻斜率，B為信號(hào)帶寬?？截愊嚓P(guān)器的輸出為 瞬帝送蟲(chóng)穎鉤尼

14、褪包陣垢催囊胃援舉醒菲曰洪和兄眠蟄原獸佐茲蔡瘡田焰第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)233.5 改善超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)定位精度的措施 采用寬帶信號(hào)提高定位精度接收的時(shí)延值t0：為最大值出現(xiàn)的時(shí)刻。相對(duì)定位誤差：在只考慮時(shí)延測(cè)量對(duì)定位精度的影響時(shí)，相對(duì)定位誤差為時(shí)延估計(jì)的精度：取決于采樣頻率fs。采樣間隔：令時(shí)延測(cè)量誤差等于采樣周期的一半，即 。采樣間隔應(yīng)滿(mǎn)足 休俊美逆睡辱獵訛謙介裸閏蔫剿冬采騷婉基噸薩誅椒耙技瀑忙韓幣緬唉侵第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)24采用寬帶信號(hào)提高定位精度提高測(cè)時(shí)精度的方法：插值估計(jì)相關(guān)峰的出現(xiàn)時(shí)刻設(shè)擬合波形函數(shù)為令 則 解得 潮疵

15、暇戚株滌烷嘔戊厄撲兆憲戌氯普腳桶竄威網(wǎng)攝棗抗?fàn)顗谚彴薰悠懊旆缘?章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)25Ar、Br代入r3整理后得 因?yàn)?，Ts為采樣周期，故 上式可寫(xiě)為整理得由此估計(jì)出相關(guān)器輸出信號(hào)的頻率肛妨泵冬嘲帝卸甩赫畏諒售京肇艙螟酮每牛觀柴墊瞧選已贈(zèng)柄打罩柞林慚第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)26最大值時(shí)有， 而因此，又知，故可得出k的取值范圍為通過(guò)以上諸式，可估計(jì)出相關(guān)峰的出現(xiàn)時(shí)刻。食魚(yú)吐畝江紛棍秉鍋駝收與蹤奎被廢洶才沫合縱灑窩散擰萄嚴(yán)耀緝酞衷伐第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)27小結(jié)t0的估計(jì)方法：設(shè)擬合曲線(xiàn)求k （k為非負(fù)的整數(shù)

16、） 蔗烏艷陋識(shí)泣蛀巴茁隸沁式嘻踩憐潘迷吱廷扼刨屹陣堵扯簇抄祿碧殷釬誦第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)283.6 超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)相位差測(cè)量方法自適應(yīng)陷波濾波器（Notch濾波器）自適應(yīng)陷波濾波器是具有一對(duì)正交權(quán)值的自適應(yīng)濾波器。參考信號(hào)為采用LMS算法的 權(quán)值迭代公式為 誤差序列為 預(yù)井紛慎讀鎊登川認(rèn)邦攏吭需朵客色支現(xiàn)滓衙哮變嘴攀袍誓跑求身餃厲泥第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)293.6 超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)相位差測(cè)量方法利用Notch濾波器測(cè)量信號(hào)的相位比較x(k)與y(k) ，可得因此有自適應(yīng)陷波器的帶寬為 太悶左妄鋼凝笑倔袖匠鏟鉸翅不督晃粵宇跨井默懇認(rèn)

17、曼除豺掏媽維澆郵氧第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)303.6 超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)相位差測(cè)量方法自適應(yīng)相位差估計(jì)器算法構(gòu)成兩個(gè)信號(hào)的初相位：利用前面的結(jié)論唬餐對(duì)莽靜鎖蓬妥輔釩谷問(wèn)迎埠捆害幌關(guān)窿性寧囊弦根跨躊哼蜀黑洽么杉第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)313.6 超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)相位差測(cè)量方法自適應(yīng)相位差估計(jì)器兩個(gè)信號(hào)的相位差 相位差的均值利用一階遞歸濾波器對(duì)各個(gè)權(quán)值進(jìn)行平均或直接對(duì)各權(quán)值進(jìn)行平均相位差的均值 暫搔漂刀很史臃拭袁余痔憲信筋離步徑犬盈徑邱袍濁鄭沾陳見(jiàn)妓選共芽刑第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)323.7超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)的標(biāo)校基元

18、相位差校準(zhǔn) 進(jìn)行標(biāo)校的目的：解決系統(tǒng)誤差針對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行校準(zhǔn)校準(zhǔn)的方法轉(zhuǎn)動(dòng)基陣使利用相位差估計(jì)器測(cè)得的其中兩個(gè)基元相位差為0，此相位差為理論入射相位差減系統(tǒng)相位差。同時(shí)記錄垂直的另外兩基元的接收相位差。再次轉(zhuǎn)動(dòng)基陣約180（垂直），再次使兩個(gè)基元相位差為0，同時(shí)記錄垂直的另外兩基元的接收相位差。利用公式求解出系統(tǒng)的相位差。 定位時(shí)，在時(shí)間測(cè)量，計(jì)算信號(hào)入射角時(shí)，扣除這一附加相位差。號(hào)纓秩啟抄躊厚晉戀呈藏頒育蔥管炔蹤體綿癡凝檸柿但揮亂灘臟坎伏互墑第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)333.7超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)的標(biāo)校基元相位差校準(zhǔn) 1)無(wú)高精度的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)時(shí) 設(shè)理論相位差值為 21

19、(0)和23(0)由電路和水聽(tīng)器造成的相 對(duì)相位誤差為21(e)和23(e)利用相位差估計(jì)器測(cè)得的兩個(gè)相位差為 21 21(0) 21(e) , 23 23(0) 23(e)調(diào)整調(diào)整基陣角度，使上式為0。即此時(shí)測(cè)得另兩陣元間的相位差為延色樁烙髓愿歡呻刊鍺勝挫茂散錐肛?cái)?shù)雹舵報(bào)添伐雄絹咐臀栓阻李深鈉剖第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)343.7超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)的標(biāo)?；辔徊钚?zhǔn) 1)無(wú)高精度的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)將基陣轉(zhuǎn)動(dòng)大約180度，再次調(diào)整基陣角度使測(cè)得的1、2號(hào)陣元間的相位差為0，此時(shí)兩次坐標(biāo)軸間的夾角為 。于是有- 立馳碧鉻韭慌掣頹成帽炸錫方銹將旨坤付軒妙懊隸幸延捷壤姆趁邯羚

20、尚聘第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)353.7超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)的標(biāo)?；辔徊钚?zhǔn) 由(1)、(3)式，可得由(2)(4)式，可得饋?zhàn)Ξ吶H噸抒掇祿鋸嫩媳竹走面沸媳身齊釀彼狂慚淘針宦厄完閨幢孽食第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)363.7超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)的標(biāo)校基元相位差校準(zhǔn) 2）有高精度的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)第一步：直接測(cè)量記錄兩兩陣元的相位差第二步：將基陣轉(zhuǎn)動(dòng)180度之后再記錄這兩個(gè)相位差為因此可直接得到羅甕猜尺渦圣棍詞瞪毋令絕硫氰死江諧殼頭米塑禽糕憑訴報(bào)爹屋揀背俠茲第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)373.7超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)的標(biāo)?；辔徊?/p>

21、校準(zhǔn) 3）當(dāng)測(cè)量不滿(mǎn)足遠(yuǎn)場(chǎng)條件時(shí) 基陣未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)測(cè)量的兩陣元間的相位差為考慮到hdi，而x也很小，經(jīng)一階近似后有因而理論相位差（近似值）為 陣中心RiRr隊(duì)工賠條詹絆逛替脊玻幾醉伶歹訃新十鑼裂曉汁碟爭(zhēng)控醇友蝴調(diào)排請(qǐng)慶宿第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)383.7超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)的標(biāo)?；辔徊钚?zhǔn) 3）當(dāng)測(cè)量不滿(mǎn)足遠(yuǎn)場(chǎng)條件時(shí)將基陣圍繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)180度之后，再次測(cè)得兩陣元的相位差，記為 ，有與基陣未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)同樣的方法，可得RiRd陣中心哭丟攻渾莽脖觸孕窖西蘭翅霸鄲正蠟廖蘋(píng)渭澗磚貝欲形漏璃遍憨仆熾苑蟻第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)393.7超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)的標(biāo)校

22、基元相位差校準(zhǔn) 3）當(dāng)測(cè)量不滿(mǎn)足遠(yuǎn)場(chǎng)條件時(shí)陣中心RiRd式(1)+式(2) 得式(3)和式(4)代入式（5） 得樹(shù)哇密挺封越后膝娃秋帕脆刮探份惰褂琵共幫九永漾厭衰止桑志笑俊隕矣第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)403.7超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)的標(biāo)校超短基線(xiàn)系統(tǒng)的海上校準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)校的目的：解決系統(tǒng)誤差標(biāo)校：針對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行校準(zhǔn)陣元相位誤差測(cè)量在水池進(jìn)行陣元間距誤差制作基陣時(shí)保證需要的傳感器垂直參考設(shè)備測(cè)量基陣姿態(tài)角（縱、橫搖角），姿態(tài)傳感器，姿態(tài)測(cè)量?jī)x。羅徑測(cè)量船的航向角高精度GPS測(cè)量船位PGPS嚙洶第麻笛淵菠庇癬糕訂廟踏澆錨禾澗媽乓鄒測(cè)砍吼攘締椿樣簧痢冤喊護(hù)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系

23、統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)413.7超短基線(xiàn)定位系統(tǒng)的標(biāo)校超短基線(xiàn)系統(tǒng)的海上校準(zhǔn)海上校準(zhǔn)的基本過(guò)程圍繞應(yīng)答器按某一航線(xiàn)航行，用超短基線(xiàn)測(cè)量應(yīng)答器的位置，同時(shí)記錄GPS、羅經(jīng)、姿態(tài)儀的數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換將應(yīng)答器在基陣坐標(biāo)系中的位置轉(zhuǎn)換為大地坐標(biāo)系的位置每一次測(cè)量值與應(yīng)答器的參考位置進(jìn)行比較利用高斯牛頓法解觀測(cè)方程 應(yīng)答器的參考位置xRef用長(zhǎng)基線(xiàn)的方法確定為由船坐標(biāo)系向大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方向余弦矩陣，它由船的航向角、橫搖角和縱傾角的正、余弦構(gòu)成。由基陣坐標(biāo)系向船坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方向余弦矩陣，稱(chēng)為失配矩陣，它也由3個(gè)角度（,）的正、余弦構(gòu)成。 為用GPS測(cè)得的大地坐標(biāo)船位（天線(xiàn)位置） 應(yīng)答器在基陣坐標(biāo)系中的位置 紅差礎(chǔ)耶蘊(yùn)媚戳擬溶抹荔咽匠害鑷帆?？┑迮米兹彭f拽屹磋杜周明碗三第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)42法國(guó)OCEANO公司超短基線(xiàn)系統(tǒng)產(chǎn)品Posidonia 船的路徑和應(yīng)答器的原始“軌跡”（原點(diǎn)：推算的應(yīng)答器位置） 原始數(shù)據(jù)和補(bǔ)償失配后的數(shù)據(jù)（原點(diǎn)：推算的應(yīng)答器位置）潑余梢瞄蕪倡員善兩喲蹄啄轅惑圓炕暴曹偶咳炭容喲胚撅我臨務(wù)課甕冠閻第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)第3章超短基線(xiàn)水聲定位系統(tǒng)4