[发明专利]声节点的水速的估计方法

权利要求书

1.一种用于估计属于声节点网络中的第一声节点D的水速的方法，所述声节点网络包括沿着被拖曳的声学线形天线布置的声节点，其特征在于所述方法包含以下步骤：a)界定二维基底，所述基底的中心为所述第一声节点D，并且包含两条非共线轴线，每条所述轴线与从所述第一声节点D延伸到另一声节点的基向量相关联；

b)根据以下各项估计所述水速的幅值：

对于界定所述基向量的每个给定的其他声节点：从所述第一声节点D传输到所述给定的其他声节点的声信号的声传播持续时间，以及从所述给定的其他声节点传输到所述第一声节点D的声信号的声传播持续时间；

水下声音速度的值c，

其中，步骤b)包含：

获得所述两条非共线轴线中的每一条的方向；

根据以下各项估计所述水速的幅值以及方位角：

所述两条非共线轴线的方向；以及

对于所述两条非共线轴线中的每一条，所述水速在所述轴线上的投影的估计幅值，

其中，步骤a)包含界定包含第一非共线轴线和第二非共线轴线的二维基底，所述第一轴线与从所述第一声节点D延伸到所述第二声节点A的第一基向量相关联，所述第二轴线与从所述第一声节点D延伸到所述第三声节点C的第二基向量相关联，所述第二声节点A和所述第三声节点C沿着第一声学线形天线布置，

并且其特征在于步骤b)包含在含有所述第一声节点D、第二声节点A和第三声节点C的平面中估计所述水速的幅值以及方位角γ，所述方位角是对照于所述第一声学线形天线的轴线来说的，估计方法是对以下两个方程的组进行求解：

以及

其中：

t_DA是从所述第一声节点D传输到所述第二声节点A的声信号的声传播持续时间；

t_AD是从所述第二声节点A传输到所述第一声节点D的声信号的声传播持续时间；

t_DC是从所述第一声节点D传输到所述第三声节点C的声信号的声传播持续时间；

t_CD是从所述第三声节点C传输到所述第一声节点D的声信号的声传播持续时间；

c是水下声音速度的所述值；

α是对照于参考轴线来说的所述第一轴线的方向；

β是对照于所述参考轴线来说的所述第二轴线的方向。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于与从所述第一声节点D延伸到通常标记为X的另一声节点的所述基向量相关联的每条所述轴线，步骤b)包含根据以下各项估计所述水速在所述轴线上的投影的幅值

从所述第一声节点D传输到所述另一声节点X的声信号的声传播持续时间t_DX；

从所述另一声节点X传输到所述第一声节点D的声信号的声传播持续时间t_XD；

水下声音速度的所述值c。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述幅值的估计是根据以下公式进行的：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b包含根据以下公式估计所述第一轴线的方向α和所述第二轴线的方向β：

以及

其中d_DH是所述第一声节点D与点H之间的距离，点H被界定为所述第一声节点D在所述第一声学线形天线上的正交投影。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)和步骤b)是反复的：

通过所述第二声节点A和所述第三声节点C，以获得所述水速的所述幅值的第一值以及所述方位角的第一值，所述方位角是对照于所述第一声学线形天线的轴线来说的；并且

至少一次，通过另一对声节点，其中该对声节点是沿着所述第一声学线形天线布置并且包含至少一个不同于所述第二声节点A和所述第三声节点C的声节点，以获得所述水速的所述幅值的至少一个第二值以及所述方位角的至少一个第二值，所述方位角是对照于所述第一声学线形天线的轴线来说的；

并且其特征在于所述方法包含另外的步骤：

c)根据所述幅值的所述第一值以及所述至少一个第二值来获得所述幅值的终值，并且根据所述方位角的所述第一值以及所述至少一个第二值获得所述方位角的终值。