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(cè)量中的應(yīng)用淺談水聲定位技術(shù)及其在海洋測(cè)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(cè)、海洋測(cè)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(cè)量中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:水聲定位技術(shù)海洋測(cè)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(cè)、海洋測(cè)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(cè)和海軍的需求是水聲技術(shù)發(fā)揮的兩大基本推動(dòng)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(kāi)發(fā)、捕魚(yú)、海底地質(zhì)測(cè)繪、導(dǎo)航、水下機(jī)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(kāi)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(wú)線電和光電設(shè)備等用于水下都顯得無(wú)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(dú)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(guò)測(cè)定聲波信號(hào)傳播時(shí)間或相位差,進(jìn)行的海上定位。它具有明顯優(yōu)點(diǎn):可以同時(shí)滿足定位的高精度及遠(yuǎn)距離要求,并能彌補(bǔ)因無(wú)線電波在水中衰減快而不能用于水下載體定位的缺點(diǎn)。傳統(tǒng)的水聲被動(dòng)定位技術(shù)是六十年代研究開(kāi)發(fā)出來(lái)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(shí)間差或相位差對(duì)水面、水中目標(biāo)進(jìn)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(dòng)測(cè)距方法是己經(jīng)實(shí)用化了的被動(dòng)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(cè)距方法。它利用時(shí)延估計(jì)技術(shù)求出到達(dá)三個(gè)基陣的相對(duì)時(shí)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(lái)水聲導(dǎo)航和定位系統(tǒng)在集成化、數(shù)字化和自動(dòng)化方面取得了進(jìn)展。在開(kāi)發(fā)海洋中,各類載體的精確導(dǎo)航和定位問(wèn)題很重要。匹配場(chǎng)聲源定位是國(guó)際上新興的水聲定位方法,它根據(jù)海洋聲信道性,在聲場(chǎng)建模的基礎(chǔ)上,運(yùn)用一定的匹配場(chǎng)處理算法反演聲源位置。匹配場(chǎng)定位技術(shù)充分利用了海洋信道特點(diǎn)來(lái)反演聲源位置,因此它可以有效消除信道對(duì)定位的影響,它的定位精度比傳統(tǒng)的被動(dòng)定位精度高。目前世界各國(guó)都加緊了對(duì)水聲定位技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。國(guó)外水聲定位技術(shù)較為先進(jìn),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(cè)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(kāi)發(fā)海洋資源來(lái)滿足科學(xué)發(fā)展的需要,而開(kāi)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(guò)程中,測(cè)量定位是至關(guān)重要的。從某種意義上說(shuō),測(cè)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(cè)量定位的技術(shù)主要有潛水員借助原始測(cè)量工具進(jìn)行測(cè)量、聲納測(cè)量、全站儀測(cè)控(淺水范圍,借助水上測(cè)量點(diǎn)觀測(cè))和GPS等。傳統(tǒng)的海道測(cè)量主要是在沿岸海域進(jìn)行。沿岸海域在天氣較好、風(fēng)浪較小的時(shí)候測(cè)量,通常使用光學(xué)儀器,利用陸地目標(biāo)定位。這與陸地測(cè)量定位有些相似,只不過(guò)天氣再好,測(cè)量船也是搖擺不定的,因而海洋測(cè)量定位精度要比陸地測(cè)量定位精度低得多。現(xiàn)代微波測(cè)距、激光測(cè)距等先進(jìn)儀器的使用,對(duì)海洋測(cè)量定位精度的提高十分有利。隨著航海、海洋開(kāi)發(fā)事業(yè)逐步向遠(yuǎn)海發(fā)展,海道測(cè)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(jìn)行定位已不能滿足要求。為此,研制出了多種無(wú)線電定位儀器,近程的如無(wú)線電指向標(biāo)、無(wú)線電測(cè)向儀、高精度近程無(wú)線電定位系統(tǒng)等;中遠(yuǎn)程的如羅蘭C、臺(tái)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(wú)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(huì)影響測(cè)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(kāi)發(fā)事業(yè)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出交通運(yùn)輸,對(duì)海洋的資源調(diào)查勘測(cè)、海洋工程建設(shè)、海洋科學(xué)的研究等,需要更精確的測(cè)量成果。今天,結(jié)合計(jì)算機(jī)的現(xiàn)代水下測(cè)量定位技術(shù)在測(cè)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(cè)量定位技術(shù)可比。全站儀和GPS等測(cè)量定位是現(xiàn)代測(cè)量定位技術(shù)的代表,用以實(shí)施水下工程的測(cè)量定位,可以節(jié)省大量時(shí)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(jìn)行探測(cè)、定位和通信的電子設(shè)備。聲學(xué)(聲納)是各國(guó)海軍進(jìn)行水下監(jiān)視使用的主要技術(shù),用于對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、分類、定位和跟蹤;進(jìn)行水下通信和導(dǎo)航,保障艦艇、反潛飛機(jī)和反潛直升機(jī)的戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)和水中武器的使用。此外,聲納技術(shù)還廣泛用于魚(yú)雷制導(dǎo)、水雷引信,以及魚(yú)群探測(cè)、海洋石油勘探、船舶導(dǎo)航、水下作業(yè)、水文測(cè)量和海底地質(zhì)地貌的勘測(cè)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(guó)家的國(guó)防安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的順利進(jìn)行中起著重要作用�；跍y(cè)時(shí)的長(zhǎng)基線水聲定位系統(tǒng)由于定位精度高、范圍廣的特點(diǎn)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(wú)論選用哪種定位數(shù)學(xué)模型,目標(biāo)與水聽(tīng)器之間的斜距都是通過(guò)傳播時(shí)間與聲速的乘積獲得,通過(guò)求解非線性方程組進(jìn)行目標(biāo)位置估計(jì)。目前普遍采用經(jīng)驗(yàn)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(duì)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(diǎn)對(duì)聲傳播影響很大,淺海兩點(diǎn)的聲速值由于不同的到達(dá)結(jié)構(gòu)而不同。水聲測(cè)量技術(shù)在海洋觀測(cè)和水下目標(biāo)定位中占有很重要的地位,是實(shí)現(xiàn)水下目標(biāo)定位的主要手段。隨著技術(shù)的進(jìn)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(duì)水聲測(cè)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(cè)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(cè)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(lái)產(chǎn)生和測(cè)量一個(gè)水下聲信號(hào)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(kuò)展、性能的提高與功能集成化的發(fā)展需求,水聲測(cè)量技術(shù)也需要順應(yīng)時(shí)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(shí)現(xiàn)自身的進(jìn)步。因此利用現(xiàn)代信號(hào)處理手段,研究水聲測(cè)量技術(shù)對(duì)解決傳統(tǒng)測(cè)試條件下面臨的技術(shù)問(wèn)題和測(cè)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(yùn)藏著豐富的資源。在海水里,大量信息的采集只能通過(guò)聲波來(lái)解決。隨著人們對(duì)海洋開(kāi)發(fā)的重視,人類進(jìn)一步探測(cè)海洋、開(kāi)發(fā)海洋的步伐會(huì)加快,水聲定位技術(shù)在海洋工程中的應(yīng)用將會(huì)得到更快更好的發(fā)展。參考文獻(xiàn):[1]孫萬(wàn)卿;淺海水聲定位技術(shù)及應(yīng)用研究[D];中國(guó)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(cè)繪;2003年04期[3]高紅;張丕

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