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1、第25卷第5期海洋测绘Vol125,No152005年9月HYDROGRAPHICSURVEYINGANDCHARTINGSep1,2005RTKGPS在超短基线声学定位系统安装校准中的应用1,22222唐秋华,吴永亭,丁继胜,刘焱雄,周兴华(11中国海洋大学海洋地球科学学院,山东青岛266003;21国家海洋局第一海洋研究所,山东青岛266061)摘要:超短基线(ultrashortbaseline,USBL)声学定位系统的换能器安装是具有一定方向性的,但是,在安装过程中,不能保证换能器方向与船艏方向严格一致,必然存在不可忽视的系统误差,影响了测量精度;因此,必须通过校准消除系统
2、误差。本文应用高精度RTKGPS实现了换能器安装方向的校准,取得了满意的结果。关键词:声学定位系统;超短基线;RTKGPS;安装校准中图分类号:P22814文献标识码:B文章编号:167123044(2005)0520040203率为8～14kHz,应答频率为14～18kHz,该系统已1引言经成功地推向市场,我国的“大洋一号”科学考察船高精度的水下声学定位系统是许多高新技术的上装备了这套高精度、长距离的超短基线定位系统。集成,是海洋调查和开发的基本设备,具有广泛的用我国对水下声学定位技术的研究一直没有停止途。当前大多海洋工程,如海洋油气开发、深海矿藏过,为此投入了大量的人力和资金,
3、国家863计划进资源调查、海底光缆管线路由调查与维护等,需要声行了高精度、长距离超短基线定位系统的研制工作,学定位系统对水下拖体进行导航定位,如水下遥控解决了水下拖体导航定位的基本问题,其系统最大机器人(remotelyoperatedvehicles,ROV)以及水下作用距离8km,最大工作水深4km,定位精度小于无人机器人(unmannedunderwatervehicles,UUV)、5‰斜距,能同时跟踪5个目标。于2004年10月在水下自动机器人(autonomousunderwatervehicles,吉林松花湖上,我们进行超短基线定位系统试验过AUV)、声纳设备的水下拖
4、鱼等。程中,应用高精度的RTKGPS定位技术,解决了换对声学定位系统研究较早的挪威Kongsberg能器安装过程中方向校准的问题。Simrad公司的产品涵盖了超短基线、短基线和长基2RTKGPS在换能器安装校准中的应用线三种类型,其研究开发有近30年的历史,有一系列成熟的产品投入到军方及民用。1997年该公司211RTKGPS的安装推出了居于世界领先水平的高精度、长距离超短基本次试验使用的是瑞士Leica公司生产的高精线定位系统—HiPAP350,其作用距离为3km,测距度SR530型RTKGPS接收机。首先,将GPS参考精度小于20cm。随后推出的HiPAP500,工作水深站固定
5、架设在松花湖边的楼顶上,周围没有任何遮达4km,测距精度小于20cm。新近推出的挡,距离试验区域最远不超过5km,完全在它的测程HiPAP700,工作水深达10km,测距精度小于50cm,范围之内。仪器架设完毕之后,应用静态测量模式它是目前世界上唯一工作水深上万米的超短基线定测量楼顶参考点20min,将其位置数据作为已知值位系统;HiPAP700最大特点是换能器由50个声学输入参考站,参考站设置完毕。流动站严格按照仪单元组成,采用±715°的窄波束方式提高了换能器器操作手册设置完毕后,可以得到实时厘米级的测的指向性和系统信噪比,系统工作频率13kHz,能同量数据,完全满足了本次试验
6、的定位精度要求。时跟踪5个以上的目标,但因该系统造价昂贵,目前212Seapath200定位系统的安装校准尚无用户。法国OCEANOTechnologies公司(原Seapath200是挪威Seatex公司生产的姿态、航MORS公司)推出的POSIDONIA6000超短基线定向、定位三者合一的多功能定位系统,该系统可以同位系统,工作水深6km,最大作用距离8km,在6km时获得高精度的船姿(横摇、纵倾、起伏)、船艏向、水深、30°开角范围内,测距精度为5‰斜距,询问频定位等数据,用于实时声学定位数据的修正及大地收稿日期:2005206224基金项目:国家863计划项目(2002AA
7、613010202)。作者简介:唐秋华(19732),男,云南永胜人,副研究员,博士研究生,主要从事海洋4S技术应用研究。第5期唐秋华,等RTKGPS在超短基线声学定位系统安装校准中的应用41坐标的解算。测量船使用的是松花湖上的旅游船,船长1610m,船宽3196m,船只吃水017m,最大航速8kn。考虑仪器安装的方便,超短基线定位系统的换能器采用船舷安装方式。Seapath200系统中的姿态探头(motionreferenceunit,MRU)尽量靠近船重心(cen
