[发明专利]一种面向声速剖面的水下节点定位方法

权利要求书

1.一种面向线性声速剖面的水下节点定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

A1、分析输入的锚节点与目标节点间的声速剖面的线性程度；

A2、根据线性程度的不同，采用粒子群优化算法，对不同线性程度的声速剖面模型采用不同的定位方法，求解目标节点坐标；

所述步骤A2中，

若锚节点与目标节点间的声速剖面的线性程度为单段线性，采用单段线性声速剖面模型的定位方法，得到目标节点的坐标；

若锚节点与目标节点间的声速剖面的线性程度为多段线性，采用多段线性声速剖面模型的定位方法，各段分别为线性，得到各段的水平距离之和，求得目标节点的坐标；

当声速剖面为单段线性，则粒子值为二维坐标，采用粒子群优化算法直接求解得到目标节点坐标；

当声速剖面为多段线性，则粒子值为一个数，迭代求解得到的最优粒子值为声波在第一段的传输距离，采用粒子群优化算法求解声波在第一段传播的水平距离，确定声传播轨迹，继而求出声波在其余段传播的水平距离，从各段的水平距离求得总的水平距离，进而求得目标节点坐标。

2.根据权利要求1所述的水下节点定位方法，其特征在于，所述步骤A1中，采用贪心算法来分析输入的声速剖面的线性程度，包括以下步骤：

A11、起始：假设声速剖面的观测数据点数为n，将整个声速剖面分成个连续不重叠片段，

其中，为向下取整函数；使用普通最小二乘回归拟合每个片段中的回归线；

A12、迭代：计算所有相邻片段两两合并为一段回归线所造成的误差增加，将误差增加最小的两段相邻回归线由一条回归线代替；

A13、输出：若迭代至只有一段，则用单段线性来表示声速剖面；若多于一个片段，则用多段线性来表示声速剖面。

3.根据权利要求1所述的水下节点定位方法，其特征在于，

依据锚节点与目标节点的所处深度判断采用何种声速剖面模型：

若锚节点与目标节点间的声速剖面为单段线性，则采用单段线性声速剖面模型；

若锚节点与目标节点间的声速剖面为多段线性，则采用多段线性声速剖面模型。