水下定位與導(dǎo)航簡(jiǎn)述

水下定位與導(dǎo)航概述

航空航天學(xué)院劉星2015221903101水下定位與導(dǎo)航發(fā)展概況2水下定位與導(dǎo)航技術(shù)的簡(jiǎn)介3聲吶方程基礎(chǔ)4水下定位與導(dǎo)航技術(shù)在海洋資源開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用實(shí)例1水下定位與導(dǎo)航發(fā)展概況1912年鐵達(dá)尼事件20世紀(jì)70年代，還有勘探及軍事需求獲取水下信息最有效的轉(zhuǎn)播載體是聲波其他水面艦船的導(dǎo)航手段除了慣性導(dǎo)航外均很難用于水下載體的導(dǎo)航定位。并且慣性導(dǎo)航容易導(dǎo)致誤差積累精度難以滿足需求。2水下定位與導(dǎo)航技術(shù)的簡(jiǎn)介定位類(lèi)型基線長(zhǎng)度/m簡(jiǎn)稱長(zhǎng)基線100~6000LBL短基線1~50SBL超短基線<1USBL或SSBL

水下定位與導(dǎo)航技術(shù)大體分為三類(lèi)：水下定位技術(shù)、載體聲學(xué)測(cè)速技術(shù)和海底地形地貌測(cè)量技術(shù)水下定位系統(tǒng)主要是指可用于局部區(qū)域精確定位與導(dǎo)航的系統(tǒng)。水下定位系統(tǒng)又分為：長(zhǎng)基線、短基線與超短基線系統(tǒng)。水下定位系統(tǒng)都有多個(gè)基元（接收器或應(yīng)答器），這些基元間的連線稱為基線海底應(yīng)答器的位置分別為：注意：與ＧＰＳ定位不同，僅需３個(gè)海底應(yīng)答器即可！三種系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)：

（1）超短基線定位系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單、操作方便不需要組建水下基線陣、測(cè)距精度高。缺點(diǎn)：需要做大量的校準(zhǔn)工作，其定位精度隨著水深和工作距離的增加而降低。定位精度比其他兩種系統(tǒng)差。（2）短基線定位系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)成簡(jiǎn)單、便于操作、不需要組建水下基線陣、換能器體積小安裝簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：水聽(tīng)器可能會(huì)安裝在高噪聲區(qū)，降低性能；定位精度與水深和工作距離關(guān)系極大（3）長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：定位精度高，且定位精度與水深無(wú)關(guān)，換能器小，易于安裝。缺點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜、操作繁瑣、需要安裝數(shù)量巨大的聲基陣、費(fèi)用昂貴；需要長(zhǎng)時(shí)間布設(shè)和回收海底聲基陣，深水使用時(shí)，數(shù)據(jù)更新率低。3聲吶方程基礎(chǔ)什么是聲吶？Sonar：Sound(聲)+Navigation(導(dǎo)航)+Ranging(定位)利用水下聲波判斷海洋中物體的存在，位置及類(lèi)型的方法和設(shè)備。是利用水中聲波對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、定位和通信的電子設(shè)備，是水聲學(xué)中應(yīng)用最廣泛、最重要的一種裝置.仿生學(xué)來(lái)源：海豚追蹤獵物按工作原理或工作方式分類(lèi)：主動(dòng)聲納像雷達(dá)一樣向外發(fā)射聲信號(hào)，根據(jù)回波判斷目標(biāo)性質(zhì)被動(dòng)聲納不主動(dòng)發(fā)射信號(hào)，只接收目標(biāo)自己輻射的聲音信號(hào)。按運(yùn)載體系分類(lèi)：岸基聲納多布放在港口、軍事基地、重要海上通道。 特點(diǎn)：固定式、尺寸大艦載聲納主、被動(dòng)聲納都有。作用：探潛、導(dǎo)航、探雷、目標(biāo)識(shí)別等艇載聲納 主、被動(dòng)聲納都有，考慮到隱蔽性，多采用被動(dòng)聲納SL反映凡發(fā)射暢器輻煙射聲免功率踐大小TL：傳搏播損艇失，屢定量劍描述悟聲波物傳播輕一定餅距離翁后強(qiáng)懷度的睡衰減箭變化TS：目宿標(biāo)強(qiáng)炮度，屠定量糧描述孝目標(biāo)搖反射竄本領(lǐng)宰的大私小NL：海隱洋環(huán)濕境噪什聲（沃背景導(dǎo)干擾昏）DI：指召向性析指數(shù)蠢。越赴大表骨示聲畫(huà)能在響聲軸扶方向剖集中臂的程剃度越掛高；DT：檢深測(cè)閾籌值。墓設(shè)備騰剛好接正常貌工作直的所驢需的剪處理攔器輸停入端沖的信納噪比蛋值1、聲岔納方妄程主動(dòng)猾聲納疾方程：被動(dòng)涂聲納挺方程投：主動(dòng)鍛聲吶蜜還存京在混鬧響：混響缸是入功射信凈號(hào)產(chǎn)傲生的說(shuō)散射掛波在憂接收午點(diǎn)疊脂加的裁結(jié)果頂。各種面噪聲閃干擾居需要哀濾波完技術(shù)借進(jìn)行田處理動(dòng)態(tài)饑定位魚(yú)和井掘口重澤入技弄術(shù)深海擋鉆探褲：鉆探泉船停貢在4-弄5k暗m以上參的海芽面，漠把鉆姥桿插鍋到海嫂底，思然后刺再向掉下鉆送探。夕如果釣船一揪移動(dòng)陷，長(zhǎng)鼻達(dá)幾傾千米吹的鉆鑒桿一堂下就付會(huì)扭沖斷，舊這就軌需要袋建立錦動(dòng)態(tài)偏定位塵系統(tǒng)億。風(fēng)暴省襲來(lái)聽(tīng)，或?qū)ぐl(fā)生勞其他考意外年情況倦，只捎好起興鉆開(kāi)糖航。際隨后殃需要天利用躍聲納濕重入江井口棗，并恩引導(dǎo)益鉆桿沒(méi)穿過(guò)漫急流標(biāo)落到鳴安置肺在進(jìn)腹口的讓“漏訪斗”灣內(nèi)，懼進(jìn)入海原來(lái)查的井況口。4水下昨定位綱、導(dǎo)付航技鈴術(shù)在框海洋橡資源碼開(kāi)發(fā)嗓中的明應(yīng)用橋?qū)嵗唧w旋做法球：在海艱底放辰一個(gè)爹水聲瓶應(yīng)答揪器作徐為基窗準(zhǔn)點(diǎn)灘，同恒時(shí)在慮船上覺(jué)布放航三個(gè)封水聽(tīng)揮器進(jìn)俗行應(yīng)禿答測(cè)命距。賭在下伐鉆作爹業(yè)時(shí)圖船上傾向基譽(yù)準(zhǔn)點(diǎn)疑應(yīng)答障器發(fā)輝出脈階沖，淘應(yīng)答顏器收蜻到信請(qǐng)?zhí)栔逗蟀l(fā)縱出回分答脈曬沖，都這回麥答脈框沖被巾船上肌的三睬個(gè)測(cè)造距水戲聽(tīng)器史收到幫，這壟時(shí)可云以測(cè)路出三靠個(gè)水弱聽(tīng)器源與基屆準(zhǔn)應(yīng)花答器今的距梨離。鵝當(dāng)外直界條梢件使族船位膨移時(shí)姓，水冊(cè)聲應(yīng)精答器秘測(cè)距膏系統(tǒng)菌隨即攏測(cè)出備這三隔個(gè)距賺離的風(fēng)變化景。將喊這些穗數(shù)據(jù)窯送入密計(jì)算衫機(jī)，舒計(jì)算順出船絕位的博水平拐移動(dòng)棕量，補(bǔ)再開(kāi)扎動(dòng)幾助個(gè)可射變螺役距的直推進(jìn)廈器，助使船狡復(fù)位裙，也尤就是清使三聯(lián)