论文摘要
目前水声定位系统在海洋开发、海洋监测、水下搜探、海底油气管道铺设、海底考古等领域中得到广泛应用,长基线系统作为常用的水下定位系统之一,其阵元位置的校准是其正常工作的保障,研究阵元位置校准技术具有很强的实际应用价值。基于长基线系统阵元位置校准的若干项问题,本文进行了一系列的研究。本论文的主要内容包括以下几方面:1、阐述了以往阵元位置校准模型中存在的不足,介绍了两种经典的阵元位置解算模型,通过理论分析得出了影响传统模型校准精度的原因,并提出了一种优化模型。为了更好的利用测量过程中的冗余数据,采用了差分进化算法对模型进行求解。分析了各项参数误差对优化模型校准精度的影响,并仿真对比了传统模型和优化模型在阵元位置校准上的性能,验证了本文提出的优化模型具有较高的校准精度,且可以更好地适应测量船机动校准。2、分析了声场对声线弯曲的影响,并基于Bellhop进行了声场的建模。并采用了有效声速为阵元位置校准解算进行了声场补偿,仿真比对了补偿前后校准精度的差异,验证了声场补偿的必要性。3、分析了校准测量点布局与校准精度之间的关系,并结合时延估计的克拉美罗界进行了校准半径的优化,为确定校准航路的基线长度提供了理论支持。仿真对比了三种传统航路和本文设计航路在校准精度上的差异,结果表明本文设计的航路具有较高的校准精度,可在实际校准工作中进行采用。4、以实际海试为基础,进行了阵元位置校准时延信号的处理,并利用测得的水文信息建立了有效声速表,通过海试得到的时延和测量船的GPS位置信息对一长基线系统进行了阵元位置的校准。通过长基线定位结果来看,长基线系统已得到良好校准。本文主要针对长基线系统阵元位置校准的几项问题展开了研究,研究结果表明,本文建立的校准模型具有较高的校准精度,为后续的工作打开了良好基础。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 翟笃文
导师: 王逸林
关键词: 阵元位置校准,优化方法,声场补偿,航路设计
来源: 哈尔滨工程大学
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 海洋学
单位: 哈尔滨工程大学
分类号: P714
总页数: 75
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