基于垂直面阵水下定位算法研究

摘要

当前的DGPS水下立体定位是基于水面上的基线面阵双曲线定位系统,对于信号接收器位于同一个垂直平面内时并没有给出具体的定位模型.本文利用距离交汇模式建立定位模型,首先利用垂直面阵上信号接收机的几何关系自定义坐标系,然后通过测边网解算方法计算出它们在所定义的坐标系中的坐标.水下声源发射器发射信号,经过一段时间后,各信号接收器接收到信号,利用示波器和信号处理技术得到各信号接收器接收时刻的时间差.通过建立距离交汇模式的定位模型,解算出水下声源发射器的三维坐标.当有四个信号接收器时,可以解算出目标的唯一解.当信号接收器数目大于四个时,可利用最小二乘求得最优解.本文结合在湖北清江的多目标水声信号识别与检测试验,根据实际测得的相关数据解算出水下目标发射器的坐标.由于此定位方法不需要GPS精密时钟,节约了定位成本.并且适合船体携带,操作方便.为水下目标定位提供了一个新的方法.