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深海水声应答器定位导航技术研究
| 论文题名： | 深海水声应答器定位导航技术研究 |
| 关键词： | 深海水声应答器;定位导航;水下潜器;水声定位导航;超短基线定位;最小均方误差 |
| 摘要： | 水下潜器在海洋开发、科学研究和军事应用中占有重要的地位，它的精确定位导航是完成各项使命的必要前提。在各项导航定位手段中，水声定位导航是唯一有效的手段。 导航方法和海底应答器绝对位置的校准是水声定位导航技术的关键。本文基于超短基线，研究了在深海利用水声应答器对水下潜器的精确定位和导航问题。全文的主要内容如下： 基于超短基线定位系统，阐述了单海底应答器水声定位导航的两种工作方式。利用超短基线的测距测向功能，单次应答便可直接对水下潜器进行定位和导航。当仅利用超短基线的测向功能时，需在多点对应答器测向利用纯方位方法对水下潜器导航。考虑了单应答器水声定位导航的深海工作特性，特别给出了相应的声线弯曲修正方法。 当海底布放有多只应答器时，研究了长基线和长/超短基线两种工作方式。应答器阵的布放直接影响到了长基线定位导航系统的性能，因而文中设计了一种海底应答器阵的最优布放方案。也对长基线的深海工作方法和性能进行了分析。在分析超短基线和长基线定位导航精度的空间分布特性的基础上，对长/超短基线组合声学定位导航系统提出了一种基于最小均方误差(MMSE)的信息融合方法。 海底应答器位置的精确校准是系统工作的前提。在深海，必须进行声线弯曲修正才可获得高精度校准结果。文中结合海底应答器位置校准方法，分别就声速分布已知和未知两种条件开发了深海声线弯曲修正方法。此外，为提高作业效率，提出了一种基于超短基线的两测点海底应答器绝对位置快速校准方法。文中还对深海海底多只应答器的阵型校准算法和高精度的应答器阵位置校准方法进行了研究。 论文介绍了多次湖试和海试情况，分析了试验数据。结果表明，试验结果和理论分析相一致。 |
| 作者： | 兰华林 |
| 专业： | 水声工程 |
| 导师： | 田坦 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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