在幽深的海底,要想知道潛水器所在位置并不容易,因?yàn)闊o線電波在水中的快速衰減使gps的定位手段無計(jì)可施。聲波是有效的水下遠(yuǎn)距離傳播的信息載體。聲學(xué)定位系統(tǒng)分為長基線、短基線和超短基線三類。超短基線的接收傳感器就類似于人類的耳朵,兩耳之間的距離就相當(dāng)于基線。長基線系統(tǒng)的信標(biāo)之間相距幾公里到幾十公里,基線越長,精度越高。但潛水器進(jìn)行水下作業(yè)時(shí),需要在海底布陣,復(fù)雜且受限。
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長基線系統(tǒng)包含兩部分,一部分是安裝在船只上的收發(fā)器或水下機(jī)器人,另一部分是一系列已知位置的固定在海底的應(yīng)答器,至少三個(gè)以上。應(yīng)答器之間的距離構(gòu)成基線,長度在上百米到幾千米之間,相對(duì)超短基線、短基線,稱為長基線系統(tǒng)。長基線系統(tǒng)是通過測(cè)量收發(fā)器和應(yīng)答器之間的距離,采用測(cè)量中的前方或后方交會(huì)對(duì)目標(biāo)定位,所以系統(tǒng)與-無關(guān),也不必安裝姿態(tài)、電羅經(jīng)設(shè)備。系統(tǒng)的工作方式是距離測(cè)量。
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短基線定位系統(tǒng)由3個(gè)以上換能器組成,換能器的陣形為三角形或四邊形,短基線水下定位儀,組成聲基陣。換能器之間的距離一般超過10m,換能器之間的相互關(guān)系準(zhǔn)確測(cè)定,組成聲基陣坐標(biāo)系,基陣坐標(biāo)系與船坐標(biāo)系的相互關(guān)系由常規(guī)測(cè)量方法確定。短基線系統(tǒng)的測(cè)量方式是由船只上所有換能器接收來自應(yīng)答器的回波信號(hào),得到一個(gè)斜距觀測(cè)值和不同于這個(gè)觀測(cè)值的多個(gè)斜距值,系統(tǒng)根據(jù)基陣相對(duì)船坐標(biāo)系的固定關(guān)系,配以外部傳感器觀測(cè)值,如gps提供的船的位置、姿態(tài)、船艏向值,計(jì)算得到目標(biāo)的大地坐標(biāo)。系統(tǒng)的工作方式是距離測(cè)量。
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