超短基線水聲定位系統(tǒng)是海洋工程及水下無人系統(tǒng)中應用較廣泛的精密儀器設備,為了提高對水下目標的定位精度,在使用前需對其進行校準。描述了一種基于最小二乘法迭代修正的超短基線水聲定位系統(tǒng)校準方法,該方法以最小二乘法為基本原理,通過多次迭代修正的方式,修正基陣與GPS天線之間的平移偏差以及基陣與羅經(jīng)之間的旋轉(zhuǎn)偏差,從而提高系統(tǒng)的測量精度,最終通過湖上試驗驗證了該方法的有效性。 

【文章來源】：數(shù)字海洋與水下攻防. 2020,3(05)

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖３所示，在校準時，將聲信標固定于水底，??讓船繞聲信標航行一周，綜合處理計算機實時記錄??系統(tǒng)的誤差方程為??ｄＸ??ｄＹ??

船繞聲信標緩慢繞圈航行，航??速保持在２￣?３?ｋｎ范圍內(nèi)，繞圈半徑控制在２０?ｍ??左右。在試驗船繞圈的過程中，聲基陣向聲信標??發(fā)送聲信號，聲基陣收到應答信號后將聲信號的??往返時間反饋給綜合處理計算機，綜合處理計算??機再結(jié)合聲速剖面儀測量的聲速數(shù)據(jù)計算聲信標??與聲基陣之間的斜距。在聲基陣每次發(fā)送聲信號??時，綜合處理計算機同步采集該時刻聲基陣的??ＧＰＳ位置及姿態(tài)。??最終將試驗數(shù)據(jù)按第２章所描述的方法進行５??次最小二乘法迭代修正。??３．２試驗設備介紹??如圖４所示，本次試驗選用了英國Ｓｏｎａｒｄｙｎｅ??公司研制的Ｓｃｏｕｔ＋超短基線水聲定位系統(tǒng)，其基陣??內(nèi)部帶有５個聲基元，其水聲定位處理計算機在系??統(tǒng)校準過程中可實時記錄詢問、應答信號以及試驗??船的軌跡和姿態(tài)信息［７］。??水聲讎處理計算機．靡鐵＿陣?聲鑛??圖４?Ｓｃｏｕｔ＋超短基線水聲定位系統(tǒng)??Ｆｉｇ．?４?Ｓｃｏｕｔ?＋?ＵＳＢＬ?ｓｙｓｔｅｍ??如圖５所示，本次試驗選用了法國ｉＸＳｅａ公司??研制的Ｏｃｔａｎｓ光纖羅經(jīng)。??如圖６所示，本次試驗選用ＮＡＶＣＯＭ公司的??ＳＦ－３０５０星基差分ＧＰＳ接收機。??圖５?Ｏｃｔａｎｓ光纖羅經(jīng)??Ｆｉｇ．?５?Ｏｃｔａｎｓ?ｆｉｂｅｒ?ｃｏｍｐａｓｓ??圖６?ＳＦ－３０５０?ＧＰＳ接收機??Ｆｉｇ．?６?ＳＦ－３０５０?ＧＰＳ?Ｒｅｃｅｉｖｅｒ??如圖７所示，本次試驗所使用的聲速剖面儀為??海鷹加科公司的ＨＹ１２００Ａ型聲速剖面儀。??圖７?ＨＹ１２００Ａ型聲速剖面儀??Ｆｉｇ．?７?ＨＹ１２００Ａ?Ｓｏｕｎｄ?ｖｅｌｏｃｉｔｙ?ｐｒｏｆｉｌｅｒ??３．３試驗數(shù)據(jù)坐標

計算機．靡鐵＿陣?聲鑛??圖４?Ｓｃｏｕｔ＋超短基線水聲定位系統(tǒng)??Ｆｉｇ．?４?Ｓｃｏｕｔ?＋?ＵＳＢＬ?ｓｙｓｔｅｍ??如圖５所示，本次試驗選用了法國ｉＸＳｅａ公司??研制的Ｏｃｔａｎｓ光纖羅經(jīng)。??如圖６所示，本次試驗選用ＮＡＶＣＯＭ公司的??ＳＦ－３０５０星基差分ＧＰＳ接收機。??圖５?Ｏｃｔａｎｓ光纖羅經(jīng)??Ｆｉｇ．?５?Ｏｃｔａｎｓ?ｆｉｂｅｒ?ｃｏｍｐａｓｓ??圖６?ＳＦ－３０５０?ＧＰＳ接收機??Ｆｉｇ．?６?ＳＦ－３０５０?ＧＰＳ?Ｒｅｃｅｉｖｅｒ??如圖７所示，本次試驗所使用的聲速剖面儀為??海鷹加科公司的ＨＹ１２００Ａ型聲速剖面儀。??圖７?ＨＹ１２００Ａ型聲速剖面儀??Ｆｉｇ．?７?ＨＹ１２００Ａ?Ｓｏｕｎｄ?ｖｅｌｏｃｉｔｙ?ｐｒｏｆｉｌｅｒ??３．３試驗數(shù)據(jù)坐標轉(zhuǎn)換方法［８］??校準過程中需采集聲基陣的ＧＰＳ坐標及艏向、??橫滾和俯仰角度，以及系統(tǒng)對聲信標單次定位的??ＧＰＳ坐標。使用本方法進行校準時，需將ＷＧＳ８４??格式的ＧＰＳ坐標轉(zhuǎn)換為ＵＴＭ網(wǎng)格坐標，具體轉(zhuǎn)換??方法如下：??假設／為地球扁率，其計算公式為??ｆ?＝?（ａ－ｂ）／ａ?（４３）??式中：為地球赤道半徑（長半軸長），計算時取??６?３７８?１３７?ｍ；?６為地球極半徑（短半軸長），計算??

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3137702