一种四元非典型阵水下超短基线声定位方法

针对水下目标探测与定位的实际需求,从超短基线阵被动声定位的基本理论出发,提出了一种可行的四元非典型阵定位模型.采用广义互相关时延估计算法,设计完成了一套基于DSP的被动声定位硬件系统,验证了算法的正确性.该硬件系统的定位误差小于1°.     

基于多阵元基阵的超短基线声定位方法

传统超短基线声定位系统的基阵尺寸较小。无法实现对远距离目标的准确定位．进而成为超短基线定位系统在水声导航领域进一步被广泛应用的瓶颈。为此，文中探讨了采用多阵元基阵定位方法来提高系统的定位精度．并通过计算机仿真证明了该方法的可行性。     

超短基线定位系统定位误差的分析及仿真

影响超短基线定位系统的定位精度的主要因素有声学定位误差、GPS误差、航向姿态误差和基阵安装角度误差。基于超短基线定位系统的工作原理,对不同误差源对定位精度的影响进行理论分析和仿真计算,提高定位精度的改进方向提供依据。     

水下多目标长基线定位仿真研究

介绍了长基线定位系统原理,根据2点距离方程列出了4个浮标阵对应的四元二次方程组,得到了目标位置的解析解;分析了其定位性能,研究了多目标定位算法;通过计算机仿真研究了存在2个目标时的定位结果及影响因素。理论分析与计算机仿真表明:定位算法有较高的定位精度,在数千米区域内定位精度达到10 m左右;定位精度随着信噪比、脉冲宽度、带宽与目标深度的增加而提高。该方法可用于水下合作目标航迹的测量与分析。     

一种基于三元阵的水下目标被动定位方法

提出了基于3个子阵接收信号间相关性度量的水下目标被动检测和定位方法,理论分析了该方法相对二元相关法在检测性能上的优势,并进行了检测性能和时延差估计精度方面的仿真检验。理论分析和仿真实验结果表明,与二元相关法相比,该方法在检测性能上具有不低于2 dB的优势,时延差估计精度有一定提高。     

五元空间阵声被动定位算法及性能分析

针对四元阵存在定向精度与方位角有关和定距精度差的问题,提出了五元空间探测基阵的定位模型,即在高低四元阵的基础上,在中间增加一个阵元．根据被动声定位原理推导了定位算法,分析了阵列尺寸、时延估计误差、俯仰角和距离对定位精度的影响．仿真结果表明,该基阵具有良好的定位效果．     

超短基线水声定位系统基阵安装误差校准方法研究

超短基线水声定位系统在海洋开发中得到广泛应用,基阵安装误差对水声定位系统的定位精度影响很大,在使用前必须进行安装误差校准。基于最小二乘估计法,通过不同坐标系之间的转换,结合声线修正提出一种超短基线定位系统基阵安装误差校准方法,并通过试验证明该方法的有效性。     

水下机器人定位方法综述

机器人定位是指通过机器人传感系统实时获得其所在的位置和航向信息,是移动机器人完成复杂实际任务的基础。针对水中机器人,介绍了基于水声、基于GPS和基于概率等几种典型的水下定位方法。分别描述了这些方法的实现原理,并分析了它们的特点和存在的问题。最后,展望了该方向今后的发展趋势和应用前景。     

六元阵对水下目标定位的误差分析

定向精度是被动声纳系统的重要技术指标.建立六元阵模型,从理论上推导方位角、俯仰角及距离的误差公式.针对这种阵列的误差进行分析与仿真,最后,从仿真结果来分析该模型的定位性能.     

柔性三元垂直线阵在水下目标被动定位中的应用

依据深海洋流状态的数值分析,论证了柔性垂直线阵所处的良好水文环境;通过研究影响定位精度的深度、盐度、温度等主要因素及其相互关系,分析了三元垂直线阵对水下目标的被动定位精度。提出了柔性三元垂直线阵在水下目标被动声定位中的一种应用方法。数值仿真试验表明：在大深度条件下,采用柔性三元垂直线阵的被动声定位方法能够满足目标定位的基本要求,在水下声隐蔽探测技术领域中具有很好的实用前景。     

基于移动长基线的水下航行器定位和跟踪技术研究

针对对水下大范围工作的水下航行器的定位和跟踪,根据水声测距原理,提出了一种基于移动长基线的水下航行器定位与跟踪方法。该方法克服了常规长基线定位系统存在校准测量工作量大、工作时间短、仅能实现单水下航行器固定区域定位等缺点。该方法主要是利用安装有同步时钟、GPS和应答器的无人水面船来实现,在时间同步的基础上,由水下航行器发射水声信号,水面船接收到信号后通过声信号传播时延来计算水面船和水下航行器的距离,并结合多个无人水面船利用GPS获得的位置来解算岀水下航行器的绝对位置,从而实现多水下航行器大范围的定位与跟踪。在研究过程中,基于球面交会模型,利用最小二乘方法建立了基于移动长基线的水下航行器定位与跟踪算法。仿真结果表明,该方法可以较好地实现水下航行器的定位与跟踪。     

改进的超短基线系统自适应相位差估计器

针对传统的自适应相位差估计器,由于采用最小均方(LMS)算法存在收敛速度和稳态精度之间的矛盾,对基于LMS算法的自适应估计器提出改进方法.提出将最小二乘(RLS)算法应用到自适应相位差估计器中,进一步提高自适应估计器的稳定性.数值仿真和实验数据验证结果表明,所提的LMS算法和RLS算法两种自适应相位差估计器均能提高计算...     

立体五元十字阵定位算法与精度分析

为提高立体阵中俯仰角的定向精度,对立体五元十字阵的基本定位算法进行了推导。以往文献中常用正弦值来计算俯仰角大小,但这种方法不能同时反映2个结构尺寸参数对俯仰角精度的影响。针对这一情况,在俯仰角的计算上采用正切值。经过与传统平面五元十字阵的定向精度进行比较,发现用正切值来表示俯仰角,不但能更加精确地描述影响俯仰角精度的各种因素,同时此法表示的俯仰角在精度上也较正弦值表示法高。立体五元十字阵的定向性能较好,具有较好的工程应用价值。     

双领航多自主水下航行器移动长基线定位最优队形研究

基于距离量测提出了多自主水下航行器 (AUV) 移动长基线定位系统,融合内部与外部传感信息进行从AUV水下定位。针对定位系统中AUV队形对定位性能造成的影响,基于Cramer-Rao下界(CRLB) 和Fisher信息阵(FIM) 建立了多AUV移动长基线定位系统定位性能评价函数,通过评价函数极大化实现定位性能最优化。重点研究了双领航者定位系统的最优队形,其最优队形为两个领航AUV与从AUV以90°分离角相对运动,且最优队形与AUV间的距离无关。仿真实验分别从间距及分离角两个方面对结论进行了验证。     

长基线时差定位中定位模糊问题

在无源雷达各种体制中,长基线时差定位体制由于数据率高、定位精度较高而得到重视。但长基线时差定位中存在配对模糊问题,特别是高重频信号的配对模糊。针对该问题,提出了利用脉冲间隔增量的方法来解决对运动目标的无模糊定位问题。     

参考基元的位置与圆柱阵测向性能分析

为了优化设计立体麦克风阵列，满足声学预警系统全空域测向的需求，推导了立体阵测向系统的克拉美-罗界。在此基础上，以圆柱阵为例，深入分析了选择不同参考基元位置对测向性能的影响。仿真结果表明：相对于参考基元在原点，参考基元在z轴负半轴可以提高俯仰角的估计精度，测向算法也易于实现；参考基元在圆环上则可以同时提高方位角和俯仰角的估计精度。     

基于长基线的双时差高精度协同定位方法

为解决一般时差定位法对远距离目标定位精度不高、定位条件苛刻的问题,基于时差测向原理和泰勒级数法提出了一种新的长基线双时差高精度协同定位方法。基于大间距部署的两套双站时差系统获得两个近似测向结果,通过测向交叉定位算法获得目标位置初值,将初值代入泰勒级数法迭代求解出定位精确值。仿真实验证明,相较于一般的无源定位体制,该方法能显著提升对远距离目标定位精度,且在时差测量误差较大的情况下保证定位精度不恶化。     

五元十字阵被动声定位算法及其性能研究

四元十字阵的测向和测距精度受目标方位角的影响，而五元十字阵就可以克服这一缺点。文中研究了基于五元十字阵的低空目标被动声定位算法及其性能。分别就目标测向和测距的精度进行了理论分析和计算．讨论了阵列尺寸和时延估计等诸因素对五元十字阵定位性能的影响。对空中运动目标被动声定位的实际工程应用有重要的参考意义。     

舰船姿态及测量基元对水下定位精度影响分析

水下目标的测量定位,受到各种因素的影响,为了得到尽可能精确的数据,需要分析各个因素与定位精度的关系,有效地降低误差。分析了影响水下目标定位精度的2个主要因素:舰船姿态和测量舰船对于水下目标的距离(斜距),通过仿真分析得出了测量定位时舰船姿态及斜距大小对定位精度的影响程度,其结果对提高水下目标定位精度有重要意义。