短基线定位系统测量精度分析.pdf

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1、总第203期2011年第5期舰船电子工程ShipElectronicEngineeringV01．31No．590短基线定位系统测量精度分析’陈建国邵云生彭会斌(海军驻上海地区水声导航系统军事代表室上海201108)摘要文章简单介绍了短基线定位系统工作原理的主要优缺点，对某三维短基线定位系统测量误差进行了仿真，对主要误差来源进行了分析，并提出了提高该系统测量精度的一些方法。关键词短基线；水声定位；测量精度中图分类号U666．1MeasurementAccuracyAnalysisofShortBaselinePositionillgSystemChenJianguos

2、haoYullshengPengHuibin(MilitaryRepresentatives0fficeofUndenⅣatersound&NavigationSyst咖inSHAr龅，shanghai201108)Abst憎ctThispaperintroducestheprinciple，mainadvantageanddisadvantageoftheshonbaseline(SBL)positionillgsystem，simulatesthemeasurememerrorsofakindofthrerdimensionalSE儿positiollingsys

3、tem，amlysesthesourceoftheerrors，presentssomewaySofp舢tingthemeasurernentaccuracyofthesystenKbyWordsshortbaseline，acousticpositioning，measur锄entaccuracyCIassNumberU666．11引言一个共同特征就是有多个基元，基元一般为接收器或应答器，基元间连线称为基线，根据基线长度可水声定位系统主要指的是可用于局部区域精分为长基线系统、短基线系统和超短基线系统[1

4、。确定位导航的系统，它可在局部海域对水下目标进表1列出了水声定

5、位系统根据基线长度的分类及行高精度的定位，并对水下载体进行导航；系统的主要特点。表1水声定位系统分类定位类型基线长度(m)主要特点基元位置简称长基线100～6000定位精度较高，但在深水使用时数据更新率低，基元布放、校准和回收过程通常在海底U扎复杂。短基线1～50精度介于长基线和超短基线之间，可在船舶或其它平台安装，但不可避免载体SBL受到载体噪声干扰。超短基线<1定位精度比以上两种差，结构紧凑，可以作为一个整体进行安装，便于选择载体uSBL随着海洋开发事业和科学技术的发展，水声定述了短基线定位系统的基元布置、定位解算原理，位系统有越来越广泛的用途，可用于水下目标跟并

6、对定位误差进行了仿真分析。是裹篡鎏≮2彗警妻慧篓黧挚嘤譬鲨2短基线定位系统位及维修等；在军事上，在预定海域布放一些基元，。74一一。～一”、～可对到达该海域的潜艇进行精确定位，并对潜艇惯短基线定位系统(SBL)与长基线定位系统的导设备进行校准，提高潜艇作战效能。本文详细阐一个重要区别是定位基元布置在船底，3个以上的·收稿日期：2010年12月2日，修回日期：2011年1月7日作者简介：陈建国，男，工程师，研究方向：舰船导航。邵云生，男，高级工程师，研究方向：舰船导航。彭会斌，男，工程师，研究方向：舰船导航。2011年第5期舰船电子工程91基元在船底构成基线阵，形成三角

7、形或四边形阵，通过测量声波在应答器和接收器之间的传播时间来确定斜距，通过测相技术来确定方位，进而推算出应答器(被测目标)的位置。基元之间的距离一般超过10m，它们之间的相互位置关系精确确定，形成声基阵坐标系，基阵坐标系与船坐标系的相互关系由常规测量方法确定。短基线定位系统一般配备位置、姿态、艏向测量设备，建立当地地理坐标系。通过测量相对基阵坐标系的位置，就可计算出被测目标的大地坐标。短基线定位系统的优点是系统组成简单，便于操作，不需要组建水下基阵线，测距精度高；缺点是需要在船底布置3个以上的发F=；：丝≥雩射接收器，要求安装在了尸了尸_尹换能器严格的相对位置和空ij．

8、，，间上，在深水区为达到％i^2『，々’更好的定位精度需加：j，／大船底基线长度，对安≯7装船只要求较高，整个。型应答器系统需要做大量的校图l短基线定位示意图准工作；定位精度除与水声系统精度有关外，还依赖于位置、姿态、艏向测量设备的精度。图1为短基线定位示意图[2]。3坐标系定义在测得目标相对基阵坐标系的位置后，如需要被测目标的绝对位置，就需要用到惯性导航中常用的几种坐标系，它们的具体定义如下[3]：1)地理坐标系(简称g系)—o■KZ。，坐标系的原点取在载体的重心。X。轴指向北，即N；L轴指向东，即E；乙轴指向地，即D。此时的地理坐标系常表示为右手