顧及波束入射角的常梯度聲線跟蹤水下定位算法

作者：辛明真,陽凡林,薛樹強,王振杰,韓云峰

摘要：海水聲速的時空變化會使聲波沿傳播方向發生折射,有效消除聲波的折射效應對提高水下聲學定位精度至關重要。在聲速剖面已知的情況下,聲線跟蹤是削弱折射效應的有效方法。但現有的聲線跟蹤方法要求波束入射角為已知,而基于距離交會原理的水下聲學定位系統通常未對波束入射角進行直接觀測。針對上述問題,提出了顧及波束入射角的常梯度聲線跟蹤水下定位算法,采用搜索法確定波束入射角,通過對聲線跟蹤與定位解算的迭代計算,實現波束入射角和目標坐標的漸次修正。為進一步提高計算效率,提出了迭代求解超越方程的解算法。試驗結果表明,本文方法有效利用聲速剖面消除了聲線折射效應的影響,且解算法計算效率優于搜索法。

發文機構：山東科技大學測繪科學與工程學院 自然資源部海洋測繪重點實驗室 中國測繪科學研究院 中國石油大學（華東）地球科學與技術學院 哈爾濱工程大學水聲工程學院

關鍵詞：水下聲學定位常梯度聲線跟蹤折射效應聲速剖面長基線系統波束入射角underwater acoustic positioningconstant gradient sound ray tracingrefraction artifactssound velocity profilelong baseline systemincident beam angles

分類號： P228[天文地球—大地測量學與測量工程]