大范围海域多站纯方位定位精度分布特性估计

摘要

针对大范围海域声学目标被动定位精度分布特性认识不足、 制约测量系统优化设计的问题,提出一种基于多站纯方位定位体制的全区域精度特性估计方法,将定位求解、精度分析与布站优化集成考虑,采用非线性最小二乘法建立定位模型,应用Monte-Carlo方法建立随机误差传播算法,通过大样本、网格化仿真模拟得到全区域定位均方根误差(RMSE)分布.通过仿真验证,模型具有快速收敛特性,能够对测量元素变化产生合理响应,对于在30 km×20 km测量海区内采用5阵元星形布站、单站测向误差为2°～5°的场景,全区域RMSE中值达到1 km精度水平.应用该方法能给出到全区域精度差异的细节特征,进而支持不同布站几何条件下的定位性能比对.仿真算例表明,在5阵元限定下,采用五边形布站能够获取比星形布站、矩形布站、梯形布站更优的精度分布,使区域内RMSE中值降低0.1 km,同时高精度覆盖区明显扩大.该方法可为测量系统论证中的精度分析及布站优化设计提供技术途径.