超短基線定位系統(tǒng)工作原理

超短基線定位系統(tǒng)工作原理就是在水下被定位的目標上，安裝聲信標，水上的船體安裝超短基線基陣，聲信標發(fā)出聲信號，超短基線系統(tǒng)接收到信號后測算出目標的方位及距離。以“蛟龍”號為例，當其身處海底時，在水下每8秒向母船發(fā)出一次聲學信號，信號到達母船上的超短基線定位系統(tǒng)各接收傳感器時會有先后順序。利用這種時延差，超短基線系統(tǒng)就能計算出“蛟龍”號的具體位置、所處的深度以及與母船的距離。

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聲學定位系統(tǒng)

聲學定位系統(tǒng)是在19世紀60年代被開發(fā)出來用于支持水下調(diào)查研究的。它能夠在有限區(qū)域內(nèi)提供非常準確的位置信息。在潛水員水下作業(yè)、海洋探測等工作中扮演著重要的角色。在聲學定位系統(tǒng)中，有3種主要的技術(shù)：長基線定位（LBL），短基線定位（SBL），和超短基線定位（SSBL/USBL）。

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超短基線(SSBL/USBL)

超短基線的所有聲單元（≥3）安裝在一個收發(fā)器中，組成聲基陣，聲單元之間的相互位置測定，組成聲基陣坐標系，聲基陣坐標系與船的坐標系之間的關(guān)系要在安裝時測定，包括位置（X、Y、Z偏差）和姿態(tài)（聲基陣的安裝偏差角度：橫搖、縱搖和水平旋轉(zhuǎn)）。系統(tǒng)通過測定聲單元的相位差來確定換能器到目標的方位（垂直和水平角度）；換能器與目標的距離通過測定聲波傳播的時間，再用聲速剖面修正波束線，確定距離。以上參數(shù)的測定中，距離的測定受聲速的影響特別大。另外垂直角的測量尤為重要，直接影響定位精度，所以多數(shù)超短基線定位系統(tǒng)建議在應答器中安裝深度傳感器，借以提高垂直角的測量精度。超短基線定位系統(tǒng)要測量目標的位置（地理坐標），必須知道聲基陣的位置、姿態(tài)以及船艏向，這可以由GPS、運動傳感器和電羅經(jīng)提供。系統(tǒng)的工作方式是距離和角度測量。

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超短基線聲學定位系統(tǒng)優(yōu)勢

長基線定位(LBL)的定位精度高，但是水底布設高1精度定位已知點的施工難度大且費用較高，一般使用在石油平臺監(jiān)測、水下考古打撈等需要高1精度定位的工程。

短基線定位（SBL)需要對船體進行改造，才能放置換能器基陣，對船只的要求使短基線的應用受一定的限制。

相比長基線定位(LBL)和短基線定位(SBL)，超短基線聲學定位系統(tǒng)(USBL)的優(yōu)勢是很明顯的：只需要在船舶上安裝一個換能器及其聲基陣，就可以提供高1精度的聲學定位，并與GPS/INS定位技術(shù)相結(jié)合，即可實現(xiàn)相對定位與定位的轉(zhuǎn)換，直接為定位目標提供高1精度、高可靠性的大地經(jīng)緯度坐標

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