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《水下聲學(xué)定位關(guān)鍵技術(shù)問題研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號(hào):P2210710-2015226010專業(yè)碩士學(xué)位論文水下聲學(xué)定位關(guān)鍵技術(shù)問題研究高茹茹導(dǎo)師姓名職稱徐天河研究員專業(yè)學(xué)位類別申請(qǐng)學(xué)位類別專業(yè)碩士測(cè)繪工程及領(lǐng)域名稱論文提交日期2018年4月18日論文答辯日期2018年6月5日學(xué)位授予單位長(zhǎng)安大學(xué)ResearchonkeytechniquesofunderwateracousticpositioningalgorithmADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：GaoRuruSupervisor：XuTianheChang’anUnive
2、rsity，Xi’an，China摘要海洋是人類資源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的希望，海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略承載著中華民族偉大復(fù)興的中國夢(mèng)，然而我國海洋形勢(shì)十分嚴(yán)峻，水下自主導(dǎo)航與長(zhǎng)期觀測(cè)基本上是空白，因此迫切需要對(duì)水下定位開展研究。本文是在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“海洋大地測(cè)量基準(zhǔn)與海洋導(dǎo)航新技術(shù)”課題的支撐下，開展了水下聲學(xué)定位所涉及到一些關(guān)鍵技術(shù)問題的研究工作。主要研究和結(jié)論如下：1、歸納總結(jié)了水下定位技術(shù)和聲速改正模型的國內(nèi)外研究進(jìn)展，介紹了水聲定位系統(tǒng)和組合定位系統(tǒng)，并分析了各種系統(tǒng)的適用條件和優(yōu)缺點(diǎn)。介紹了水下聲學(xué)定位的誤差源以及提高精度的方法，系統(tǒng)研究了用于聲速計(jì)算的A
3、RGO數(shù)據(jù)和間接測(cè)量法需要的聲速經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停―ellGrosso、Wilson、Leroy、Mackenzie、EM、Medwin等6種。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算表明：DellGrosso模型計(jì)算的聲速值與其他模型的偏差值比較大，不同模型聲速值與溫度、鹽度變化的關(guān)系中，除DellGrosso模型外，其他模型的吻合度較高。介紹了水下長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)的P2/94原始文件，介紹了數(shù)據(jù)格式和解譯方法，為水下聲學(xué)非差和單差定位算法研究提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。2、介紹了水下長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)的P2/94原始文件的數(shù)據(jù)格式和解譯方法。研究了水下聲學(xué)非差和單差定位模型，在經(jīng)典最小二乘解算的基礎(chǔ)上
4、，將基于IGG方案選權(quán)迭代的抗差最小二乘法引入水下聲學(xué)定位解算中，給出了基于抗差估計(jì)的水下聲學(xué)非差和單差定位模型。顧及水下定位的幾何結(jié)構(gòu)與實(shí)際情況，提出采用忽略垂直方向，將斜距改為平距進(jìn)行二維定位的方法，由此提高平面位置精度。3、根據(jù)南海實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)本文提出的水下定位方法進(jìn)行了驗(yàn)證與比較。采取四種方案開展了水下聲學(xué)定位實(shí)驗(yàn)：非差三維定位、非差二維定位、單差三維定位、單差二維定位，結(jié)果表明：采用將斜距改為平距的二維定位算法可行，且精度有明顯提高，定位結(jié)果與三維差分法相當(dāng)?；贗GG方案的抗差最小二乘法可有效剔除粗差，大大提高了定位精度和可靠性。通過歷元間求單
5、差方法可以有效減弱系統(tǒng)誤差和空間相關(guān)性誤差的影響，定位精度優(yōu)于非差法定位。忽略垂直方向采用二維定位方法的平面位置精度優(yōu)于三維定位的平面位置精度。4、研究了水下聲學(xué)定位中的聲速跟蹤算法，并提出了利用泰勒級(jí)數(shù)展開法代替加權(quán)平均聲速法的聲速跟蹤法。計(jì)算結(jié)果表明：改進(jìn)的聲線追蹤法較其他方法的精度有明顯提高，可以滿足厘米級(jí)精度的定位需求。在此基礎(chǔ)上，提出了基于單差模型的聲速改i正算法，仿真算例表明，基于單差法的聲速改正算法，提高了聲速改正的精度和可靠性。關(guān)鍵詞：ARGO數(shù)據(jù)、P2/94原始文件、聲速剖面、非差和單差定位模型、抗差最小二乘、聲速改正方法iiAbstr
6、actTheoceanisthehopeofsustainabledevelopmentofhumanresourcesandenvironment.OceanpowerstrategycarriestheChinesedreamofgreatrejuvenationoftheChinesenation.Thesituationofourcountry'soceansisverygrim.Underwaterautonomousnavigationandlong-termobservationarebasicallyblank.Therefore,the
7、reisanurgentneedtostudyunderwaterpositioning.ResearchonkeytechniquesofunderwateracousticpositioningalgorithmiscarriedoutunderthesupportofthenationalkeyR&Dproject"MarineGeodeticStandardsandNewTechnologiesforMarineNavigation".Themainresearchandconclusionsareasfollows：1.Theprogressa
8、thomeandabroadaboutunderwaterpositioning
