由于海洋面积广博

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1、-5.1水下声学定位由于海洋面积广博，并且海洋环境复杂，使得对水下目标定位的实现难度很大。当前在海洋开发、海洋工程及海防技术领域广泛使用多种水下定位系统来对水下目标进行定位，由于海洋环境的特殊性，通常使用水下声学手段，具体实现原理是测量沿不同路径传播的声脉冲时延或相差，通过相应定位算法进行定位。传统的水下声学定位系统根据其声信标或应答器几何配置的不同以及定位解算模型的不同，可分为长基线(LongBaseline-LBL)定位、短基线(ShortBaseline-SLB)定位、超短基线(UltraShortBaseline-USLB)定

2、位等[8]。表5.1列出了3种定位系统的分类。表5.1水下声学定位系统分类定位类型基线长度/M简称长基线100-6000LBL短基线1-50SBL超短基线<1USBL或SSBL长基线定位系统在海底不成一条直线的三个以上较远距离的点上布设水声应答器，水中航行体的声源与这些应答器按询问应答方式测定相应距离，实现定位。常规的长基线定位系统海底应答器阵列的布设、校准和维持比较困难，费时耗资。当深度小于基元之间的距离时，其海深测定误差非常大，且不适合长方形海域的水下定位.短基线定位系统的基线长度较短，远小于被测水下目标到基阵距离。它需要在水下目

3、标上安装一套同步信标，信标按固定的时间及周期发射双脉冲信号，并由同步时钟控制信号发射时刻，其时钟同步精度低。超短基线定位系统接收基阵的基线长度小于发射声波波长，它是靠测量信号到达接受单元之间的相位差和水下目标到接收阵之间的斜距来实现定位。当水下目标与短基线或超短基线基阵之间的开角超过某一角度(一般为30度)，水下定位精度会显著降低，导致定位不可靠。因而短基线与超短基线水下定位系统只适合局部小范围海域的水下目标低精度定位。表5.2对目前常用的水下声学定位系统进行了比较I81，表中各符号的含义为:.---久表示信号波长，L表示基线长度，R

4、表示目标到基阵的斜距离，表示目标坐标的定位误差。5.2目前常用的水下定位系统比较类型定义与特征结构形式特点应用范围超短基线L2%R作用距离近，仅1Km方向测定不稳定海洋工程，海洋石油工程，ROV跟踪定位短基线L<1～2m利用目标信号在各基元上的时间差定位船载式安装使用较为方便，尚允许装船使用，成本较低。定位精度比超短基线略有改善作用距离约为1Km与超短基线相同，但使用不如其普遍长基线L》，L一般达数百米至上千米利用目标信号在各基元上的传播时间

5、定位固定海底基阵式定位精确度高△x，△y<0.35%R只能依托岛屿与海岸建立，可多个基阵接力进行远程测量，系统庞大，建立和维护成本巨大海军水中兵器靶场可布放回收海底基阵式定位精度较差，因为基元位置测量误差大可灵活应用于各种海域跟踪半径较大但又限，难以接力应答器丢失概率较大海军靶场，ROV导航可布放回收海面附表基阵式定位精度高△x，△y<0.35%R海域限制，水深小于300m海军深水靶场.---跟踪半径较大但有限，难以接力基阵布放和回收困难使用受海况，气象限制设备庞大，成本高L=15～50m球面交汇定位船载式定位精度高、使用方便、成本低

6、可广泛使用随着对海洋军事需求和经济需求的不断增长以及人类在海洋的活动范围和活动频度的迅速增加，水下目标定位技术越来越受到人们的重视，在民用和军用两方面都有着广泛的应用前景，己经并还将创造巨大的经济效益和军事效益。例如国外Oceano公司、Sonardyne公司和EMI公司的长/短基线定位系统己被许多国家采用，广泛应用于海洋水下搜索救援、水下物品打捞、海洋油田水下管道定位、水下探矿、水下考古等民用领域;以及海军实验靶场对潜艇、鱼雷等水下装备定位、导航等军事领域。以海洋石油、海洋渔业等为代表的海洋经济飞速发展，目前国际市场上的水下定位产品

7、还不能满足这种发展的需求，并且随着水下观光旅游、水下管道和电缆铺设等新的海洋经济增长点的不断涌现，对水下定位产品提出了更迫切的需求。因此，国内外许多厂商和科研单位都以巨大的投入涉足水下定位技术研究领域。法国OCEANO公司的超短基线水下定位系统Posidonia系统、英国Sonardyne公司开发的由海底计算与遥测应答器组、船载可编程声学航行器等组成的精确水声定位智能长基线系统等。此外美国Real公司、SonaTech公司、EtdgTech公司和BenthosoDatasonics公司也先后推出了具有各自特点的长/短基阵水下定位系统相

8、关产品。近几年国内一些单位也在着手开发自己的水下定位系统，如哈尔滨工程大学开发的船载式高精度长基线定位系统，移动式声学定位系统MATS(MovableAcousticTrackingSystem)，其技术指标达到了国内外