本文關(guān)鍵詞：淺海水聲定位技術(shù)及應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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最新【精品】范文參考文獻(xiàn)專業(yè)論文淺談水聲定位技術(shù)及其在海洋測量中的應(yīng)用淺談水聲定位技術(shù)及其在海洋測量中的應(yīng)用摘要:水聲定位是建立在超聲波傳播技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種海上定位技術(shù)和方法。水聲定位技術(shù)在海洋環(huán)境觀測、海洋測繪、資源勘探和水下通信中起了重要作用,在海洋工程中有著廣闊的應(yīng)用前景。本文探討了水聲定位技術(shù)及其在海洋測量中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:水聲定位技術(shù)海洋測量應(yīng)用聲波是唯一能在海水中遠(yuǎn)距離傳播的信息載體。水聲定位技術(shù)在海洋環(huán)境觀測、海洋測繪、資源勘探和水下通信中起了重要作用,在海洋工程中有著廣闊的應(yīng)用前景。一、水聲定位技術(shù)概述水聲技術(shù)始于第二次世界大戰(zhàn)初期,海洋探測和海軍的需求是水聲技術(shù)發(fā)揮的兩大基本推動力。第二次世界大戰(zhàn)后,水聲技術(shù)在民用方面的應(yīng)用日益廣泛,海洋開發(fā)、捕魚、海底地質(zhì)測繪、導(dǎo)航、水下機器人研制等方面都有水聲設(shè)備的應(yīng)用。目前,聲波是海洋中唯一能遠(yuǎn)距離傳輸信息的有效載體,因此水聲技術(shù)作為海洋開發(fā)的主導(dǎo)技術(shù)之一。水聲技術(shù)是獲取和傳遞水下信息最有效的手段,這是無線電和光電設(shè)備等用于水下都顯得無能為力的根本原因。水聲技術(shù)的工作環(huán)境是海洋,信息載體是聲波,工作目標(biāo)是水中目標(biāo),這使水聲技術(shù)具有自己的獨特之處。水聲定位是建立在超聲波傳播技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種海上定位技術(shù)和方法。通過測定聲波信號傳播時間或相位差,進行的海上定位。它具有明顯優(yōu)點:可以同時滿足定位的高精度及遠(yuǎn)距離要求,并能彌補因無線電波在水中衰減快而不能用于水下載體定位的缺點。傳統(tǒng)的水聲被動定位技術(shù)是六十年代研究開發(fā)出來的,這類定位技術(shù)利用沿不同距離路徑傳播的水下聲脈沖間的時間差或相位差對水面、水中目標(biāo)進行定位,其典型代表就是三子陣法和球面內(nèi)插法。三子陣被動測距方法是己經(jīng)實用化了的被動定位技術(shù),它是六十年代最新【精品】范文參考文獻(xiàn)專業(yè)論文后期出現(xiàn)的噪聲測距方法。它利用時延估計技術(shù)求出到達(dá)三個基陣的相對時延,然后得到目標(biāo)的方位和距離,在工程上已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。水聲定位系統(tǒng)(acousticpositioningsystem),由水下聲標(biāo)、船上的聲學(xué)接收、發(fā)射設(shè)備組成的定位系統(tǒng)。近二十年來水聲導(dǎo)航和定位系統(tǒng)在集成化、數(shù)字化和自動化方面取得了進展。在開發(fā)海洋中,各類載體的精確導(dǎo)航和定位問題很重要。匹配場聲源定位是國際上新興的水聲定位方法,它根據(jù)海洋聲信道性,在聲場建模的基礎(chǔ)上,運用一定的匹配場處理算法反演聲源位置。匹配場定位技術(shù)充分利用了海洋信道特點來反演聲源位置,因此它可以有效消除信道對定位的影響,它的定位精度比傳統(tǒng)的被動定位精度高。目前世界各國都加緊了對水聲定位技術(shù)的研究和開發(fā)。國外水聲定位技術(shù)較為先進,目前其定位系統(tǒng)已產(chǎn)品化、系列化。二、水聲定位技術(shù)在海洋測量中的應(yīng)用當(dāng)今世界,隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,資源的需求量急劇增加,陸地資源大量消耗,早已供不應(yīng)求。因此,人類必將大力開發(fā)海洋資源來滿足科學(xué)發(fā)展的需要,而開發(fā)海洋資源則需要修建大量的水下工程。在水下工程的修建過程中,測量定位是至關(guān)重要的。從某種意義上說,測量定位的精確與否,將直接決定水下工程施工的質(zhì)量和效率的高低。水下測量定位的技術(shù)主要有潛水員借助原始測量工具進行測量、聲納測量、全站儀測控(淺水范圍,借助水上測量點觀測)和GPS等。傳統(tǒng)的海道測量主要是在沿岸海域進行。沿岸海域在天氣較好、風(fēng)浪較小的時候測量,通常使用光學(xué)儀器,利用陸地目標(biāo)定位。這與陸地測量定位有些相似,只不過天氣再好,測量船也是搖擺不定的,因而海洋測量定位精度要比陸地測量定位精度低得多�，F(xiàn)代微波測距、激光測距等先進儀器的使用,對海洋測量定位精度的提高十分有利。隨著航海、海洋開發(fā)事業(yè)逐步向遠(yuǎn)海發(fā)展,海道測量也由沿岸逐步向遠(yuǎn)海發(fā)展。使用光學(xué)儀器和陸標(biāo)進行定位已不能滿足要求。為此,研制出了多種無線電定位儀器,近程的如無線電指向標(biāo)、無線電測向儀、高精度近程無線電定位系統(tǒng)等;中遠(yuǎn)程的如羅蘭C、臺卡、奧米最新【精品】范文參考文獻(xiàn)專業(yè)論文加、阿爾法等雙曲線無線電定位系統(tǒng)。這些定位系統(tǒng)定位距離都比較遠(yuǎn),但精度一般都比較低。由于中遠(yuǎn)海海底地形都比較平坦,精度略低不會影響測量成果的使用。因此仍能滿足航海等的需要。但是,現(xiàn)代海洋開發(fā)事業(yè)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出交通運輸,對海洋的資源調(diào)查勘測、海洋工程建設(shè)、海洋科學(xué)的研究等,需要更精確的測量成果。今天,結(jié)合計算機的現(xiàn)代水下測量定位技術(shù)在測量定位方面具有不可替代的作用,已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在諸多水下工程領(lǐng)域中,其精確度遠(yuǎn)非人工測量定位技術(shù)可比。全站儀和GPS等測量定位是現(xiàn)代測量定位技術(shù)的代表,用以實施水下工程的測量定位,可以節(jié)省大量時間,大大提高水下工程施工的質(zhì)量和效率。水聲工程控制原理有效的應(yīng)用于聲納。聲納是利用水中聲波進行探測、定位和通信的電子設(shè)備。聲學(xué)(聲納)是各國海軍進行水下監(jiān)視使用的主要技術(shù),用于對水下目標(biāo)進行探測、分類、定位和跟蹤;進行水下通信和導(dǎo)航,保障艦艇、反潛飛機和反潛直升機的戰(zhàn)術(shù)機動和水中武器的使用。此外,聲納技術(shù)還廣泛用于魚雷制導(dǎo)、水雷引信,以及魚群探測、海洋石油勘探、船舶導(dǎo)航、水下作業(yè)、水文測量和海底地質(zhì)地貌的勘測等。水聲定位技術(shù)在軍事和海洋科學(xué)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,它在保障國家的國防安全和國民經(jīng)濟建設(shè)的順利進行中起著重要作用�；跍y時的長基線水聲定位系統(tǒng)由于定位精度高、范圍廣的特點是常用的定位方法之一。根據(jù)不同的工作方式可以選取不同的定位數(shù)學(xué)模型,包括球定位數(shù)學(xué)模型、雙曲線定位數(shù)學(xué)模型等。無論選用哪種定位數(shù)學(xué)模型,目標(biāo)與水聽器之間的斜距都是通過傳播時間與聲速的乘積獲得,通過求解非線性方程組進行目標(biāo)位置估計。目前普遍采用經(jīng)驗聲速的方法獲得聲速值,它適用于聲速剖面變化不大、海底與海平面對聲傳播的作用可以忽略的深海海域或者短距離定位的情況。淺海海域由于自身的特點對聲傳播影響很大,淺海兩點的聲速值由于不同的到達(dá)結(jié)構(gòu)而不同。水聲測量技術(shù)在海洋觀測和水下目標(biāo)定位中占有很重要的地位,是實現(xiàn)水下目標(biāo)定位的主要手段。隨著技術(shù)的進步,新型聲納設(shè)備紛紛涌現(xiàn)、層出不窮,新型聲納技術(shù)的發(fā)展不斷對水聲測量技術(shù)提出適應(yīng)現(xiàn)代新技術(shù)發(fā)展的更高要求。水聲測量技術(shù)是水聲技術(shù)發(fā)展的重要最新【精品】范文參考文獻(xiàn)專業(yè)論文支柱與保障,它不但是校準(zhǔn)測試或鑒定水聲換能器所必需的,而且是人們間接的用水聲換能器來產(chǎn)生和測量一個水下聲信號所必需的。為了更好地適應(yīng)目前水聲設(shè)備類型的增多、頻率范圍的擴展、性能的提高與功能集成化的發(fā)展需求,水聲測量技術(shù)也需要順應(yīng)時代的發(fā)展不斷應(yīng)用現(xiàn)代電子、數(shù)字及其它科學(xué)技術(shù)實現(xiàn)自身的進步。因此利用現(xiàn)代信號處理手段,研究水聲測量技術(shù)對解決傳統(tǒng)測試條件下面臨的技術(shù)問題和測量精度的提高具有重要意義。綜上所述,陸地上的資源有限,而海洋蘊藏著豐富的資源。在海水里,大量信息的采集只能通過聲波來解決。隨著人們對海洋開發(fā)的重視,人類進一步探測海洋、開發(fā)海洋的步伐會加快,水聲定位技術(shù)在海洋工程中的應(yīng)用將會得到更快更好的發(fā)展。參考文獻(xiàn):[1]孫萬卿;淺海水聲定位技術(shù)及應(yīng)用研究[D];中國海洋大學(xué);2007年[2]吳永亭,周興華,楊龍;水下聲學(xué)定位系統(tǒng)及其應(yīng)用[J];海洋測繪;2003年04期[3]高紅;張丕

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