顾及波束入射角的常梯度声线跟踪水下定位算法

作者：辛明真,阳凡林,薛树强,王振杰,韩云峰

摘要：海水声速的时空变化会使声波沿传播方向发生折射,有效消除声波的折射效应对提高水下声学定位精度至关重要。在声速剖面已知的情况下,声线跟踪是削弱折射效应的有效方法。但现有的声线跟踪方法要求波束入射角为已知,而基于距离交会原理的水下声学定位系统通常未对波束入射角进行直接观测。针对上述问题,提出了顾及波束入射角的常梯度声线跟踪水下定位算法,采用搜索法确定波束入射角,通过对声线跟踪与定位解算的迭代计算,实现波束入射角和目标坐标的渐次修正。为进一步提高计算效率,提出了迭代求解超越方程的解算法。试验结果表明,本文方法有效利用声速剖面消除了声线折射效应的影响,且解算法计算效率优于搜索法。

发文机构：山东科技大学测绘科学与工程学院 自然资源部海洋测绘重点实验室 中国测绘科学研究院 中国石油大学（华东）地球科学与技术学院 哈尔滨工程大学水声工程学院

关键词：水下声学定位常梯度声线跟踪折射效应声速剖面长基线系统波束入射角underwater acoustic positioningconstant gradient sound ray tracingrefraction artifactssound velocity profilelong baseline systemincident beam angles

分类号： P228[天文地球—大地测量学与测量工程]