超短基線定位系統(tǒng)工作原理

超短基線定位系統(tǒng)工作原理就是在水下被定位的目標(biāo)上，安裝聲信標(biāo)，水上的船體安裝超短基線基陣，聲信標(biāo)發(fā)出聲信號(hào)，超短基線系統(tǒng)接收到信號(hào)后測(cè)算出目標(biāo)的方位及距離。以“蛟龍”號(hào)為例，當(dāng)其身處海底時(shí)，在水下每8秒向母船發(fā)出一次聲學(xué)信號(hào)，信號(hào)到達(dá)母船上的超短基線定位系統(tǒng)各接收傳感器時(shí)會(huì)有先后順序。利用這種時(shí)延差，超短基線系統(tǒng)就能計(jì)算出“蛟龍”號(hào)的具體位置、所處的深度以及與母船的距離。

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USBL系統(tǒng)

USBL系統(tǒng)所采用的技術(shù)為相控測(cè)量技術(shù)，即通過(guò)測(cè)時(shí)得到目標(biāo)距；通過(guò)相位測(cè)量測(cè)得目標(biāo)的水平幾垂直角度，進(jìn)而確定目標(biāo)的相對(duì)位置。由于USBL系統(tǒng)的基線非常短，因此其測(cè)量角度的分辨率不可能很高，因此該技術(shù)系統(tǒng)所能提供的定位精度隨斜距的增加而降低。采用常規(guī)模擬聲學(xué)技術(shù)的系統(tǒng)測(cè)距精度通常為20-30厘米。

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短基線(SBL)

短基線定位系統(tǒng)由3個(gè)以上換能器組成，換能器的陣形為三角形或四邊形，組成聲基陣。換能器之間的距離一般超過(guò)10m，換能器之間的相互關(guān)系準(zhǔn)確測(cè)定，組成聲基陣坐標(biāo)系，基陣坐標(biāo)系與船坐標(biāo)系的相互關(guān)系由常規(guī)測(cè)量方法確定。短基線系統(tǒng)的測(cè)量方式是由船只上所有換能器接收來(lái)自應(yīng)答器的回波信號(hào)，得到一個(gè)斜距觀測(cè)值和不同于這個(gè)觀測(cè)值的多個(gè)斜距值，系統(tǒng)根據(jù)基陣相對(duì)船坐標(biāo)系的固定關(guān)系，配以外部傳感器觀測(cè)值，如GPS提供的船的位置、姿態(tài)、船艏向值，計(jì)算得到目標(biāo)的大地坐標(biāo)。系統(tǒng)的工作方式是距離測(cè)量。

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聲學(xué)定位系統(tǒng)

不同的聲學(xué)定位系統(tǒng)有著不同的工作原理和方式，且定位精度也有所不同，長(zhǎng)基線定位（LBL）定位精度高，但是水底布設(shè)高1精度定位已知點(diǎn)的施工難度大且費(fèi)用較高，一般使用在石油平臺(tái)監(jiān)測(cè)、水下考古打撈等需要高1精度定位的工程。短基線定位（SBL）需要對(duì)船體進(jìn)行改造，才能放置換能器基陣，對(duì)船只的要求使短基線的應(yīng)用受一定的限制。超短基線聲學(xué)定位系統(tǒng)（SSBL）的安裝優(yōu)勢(shì)非常明顯：只需要在船舶上安裝一個(gè)換能器及其電子單元，就可以提供高1精度的聲學(xué)定位。

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