[发明专利]基于超短基线的深海信标绝对位置精确定位方法

权利要求书

1.一种基于超短基线的深海信标绝对位置精确定位方法，其特征是：

(1)超短基线声学基阵在一测量点分别接收信标信号，测得信标方位；

(2)利用GPS测得测量点的绝对位置；

(3)根据上次所得方位和接收信号改变测点位置，得到方位差别较大的测点；

(4)重复步骤(2)(3)得到足够多的测点数据；所述得到足够多的测点数据的方法为，第一测点位置为X_G1，测得信标的水平方位θ₁；然后选取水面船的航向为θ₁-60°，航行一定的距离后停止，进行第二测点测量，得到信标水平方位θ₂；然后选取水面船的航向为θ₂-60°，航行距离r₀后停止，进行第三测点测量，得到信标水平方位θ₃；依次类推，得到N个测量点及相应的测量结果；

(5)在信标位置附近海域现场测量声速分布；

(6)根据测点位置和水平方位解算出信标的水平坐标；

(7)根据解算得到的信标水平坐标、声速剖面和各测点声信号俯仰方位解算出信标的深度。

2.根据权利要求1所述的基于超短基线的深海信标绝对位置精确定位方法，其特征是：所述测得信标方位的方法为信标锚定于海底，位置为X_b；以时间间隔T周期性发射声脉冲信号；超短基线声学基阵安装于水面船上，高精度GPS安装于船上；超短基线声学基阵在不同的测点位置X_Gi检测信标的声信号并对其测向，结合超短基线安装误差校准结果和该测点的船姿数据得到信标在大地坐标系下的方位 其中θ_i为第i测点测得信标声信号水平方向与正北方向夹角； 为第i测点测得信标声信号的掠射角。

3.根据权利要求1或2所述的基于超短基线的深海信标绝对位置精确定位方法，其特征是所述根据解算得到的信标水平坐标、声速剖面和各测点声信号俯仰方位解算出信标的深度的方法为：对于每个测点，从掠射角 出发进行声线跟踪，当水平距离为r_ai 时停止，此时对应的深度即为信标的深度估计 然后对多个测点的深度估计 求平均，得到信标的最终深度估计 

4.根据权利要求1或2所述的基于超短基线的深海信标绝对位置精确定位方法，其特征是所述根据解算得到的信标水平坐标、声速剖面和各测点声信号俯仰方位解算出信标的深度的方法为：在深度一定、声速分布一定的条件下，声传播的水平距离与掠射角有固定的函数关系，

其中r是声传播的水平距离，f(·)是由海深及相应声速分布确定的函数，可以根据snell定律通过数值计算进行逼近求解， 是声信号在超短基线声学基阵位置处的掠射角；

根据各测点的声传播时延求得各测点与信标的水平距离 定义误差e：

其中，r_ai为根据各测点坐标与信标水平坐标所求得的水平距离，

改变深度 进行搜索，当e足够小时对应的信标深度即为信标深度估计，搜索的方法采用二分法。