超短基线水声定位系统动态定位误差测试研究
发布时间：2021-06-18 10:37
现有对超短基线水声定位系统的误差研究多集中在静态领域,鲜有文献对其动态误差进行研究。以GAPS作为主要试验设备对超短基线水声定位系统的动态误差进行了相关研究,提出了一种超短基线水声定位系统动态定位误差测试方法。使用圆概率误差半径进行度量,并通过湖上实验对GAPS的动态误差进行了测算,为水下定位系统校准/标定方法的研究奠定了重要基础。
【文章来源】：数字海洋与水下攻防. 2020,3(06)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
固定点测试系统示意图Fig.1Schematicdiagramoffixedpointtestsystem
GAPS声基阵安装试验架Fig.2SupportforGAPSacousticarrayinstallationtest
第6期胡圣航，等：超短基线水声定位系统动态定位误差测试研究·519·万向架的设计可满足试验架任意方向30°倾斜状态下，接收阵元都能保持竖直向上的姿态。如通过GAPS内置姿态传感器得知声基阵倾角不满足试验要求，可进行重新布放。4.3高精度定位系统信标试验架在沉入水底前，可通过GNSS-RTK信息确定精确位置，但在布放过程中，受各种环境的影响，试验架不会垂直落入水底，所以布放结束后的试验架位置只能通过高精度的水声定位系统进行确定。本测试试验使用Scout超短基线系统。该设备是英国Sonardyne公司专门为近岸带（0～500m水深）、近距离（0～1000m）跟踪而研发和生产的，主要用于跟踪1～10个水下目标物，并将跟踪到的目标物的大地坐标从系统的串口输出到外部数据采集系统从而完成水下定位。经多方验证，该设备的静态测试精度可以达到0.5%。在使用时，将1个信标安装在试验架上，通过试验船多次围绕试验架测量，可精确确定试验架的经纬度信息。图3Scout短基线系统Fig.3Scoutshortbaselinesystem4.4试验船设备试验船上安装设备如图4所示，通过MoxaNPort5045串口服务器实现网桥网络接口至串口的接口转换及数据共享。网桥则选择成熟的BreezeNETDS.11型网桥，其传输距离为10km，带宽为11Mbps，试验船上所有设备通过发电机供电。图4试验船设备组成框图Fig.4Blockdiagramoftestshipequipment4.5高精度GNSS-RTK接收机本文使用DOVE-E4-PLUS型GNSS-RTK接收机，如图5所示。该接收机使用4G网络接收千寻的网络RTK信号，实现水平精度小于2cm，高程精度小于5cm的精确定位。图5高精度GNSS-RTK接收机Fig.5High-precisionGNSS-RTKreceiver5试验方法试验前将按图4将设备布放、安装完成。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超短基线定位系统在深拖探测中的应用[J]. 单瑞,董凌宇,杜凯,于得水,李阳,梅赛. 海洋地质前沿. 2019(09)
[2]水声定位导航技术的发展与展望[J]. 孙大军,郑翠娥,张居成,韩云峰,崔宏宇. 中国科学院院刊. 2019(03)
[3]基于圆概率误差的定位精度评定办法[J]. 张乐,李武周,巨养锋,张红林. 指挥控制与仿真. 2013(01)
[4]超短基线定位系统定位误差的分析及仿真[J]. 姜婷. 水雷战与舰船防护. 2012(04)
[5]短基线水声定位精度仿真研究[J]. 杨贵海,李兵,马锦垠. 海洋测绘. 2010(03)
[6]水下定位系统误差分析[J]. 隋海琛,田春和,韩德忠,王崇明. 水道港口. 2010(01)
[7]GPS动态测量精度检测及分析[J]. 何峰,郑勇,骆亚波,任红飞. 工程勘察. 2009(03)
[8]基于动态检测平台的GPS接收机动态性能检测研究[J]. 任红飞,何峰,王若璞. 测绘信息与工程. 2008(02)
[9]超短基线定位精度与误差分析[J]. 韩瑞宁,周东辉. 微计算机信息. 2008(07)
[10]一种基于超短基线的高精度多目标水声定位技术研究[J]. 郑翠娥,孙大军,张殿伦. 海军工程大学学报. 2007(02)
博士论文
[1]高精度GPS动态测量及质量控制[D]. 何海波.中国人民解放军信息工程大学 2002
硕士论文
[1]动态GPS定位检定方法及误差分析[D]. 李军正.解放军信息工程大学 2004
本文编号：3236514
【文章来源】：数字海洋与水下攻防. 2020,3(06)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
固定点测试系统示意图Fig.1Schematicdiagramoffixedpointtestsystem
GAPS声基阵安装试验架Fig.2SupportforGAPSacousticarrayinstallationtest
第6期胡圣航，等：超短基线水声定位系统动态定位误差测试研究·519·万向架的设计可满足试验架任意方向30°倾斜状态下，接收阵元都能保持竖直向上的姿态。如通过GAPS内置姿态传感器得知声基阵倾角不满足试验要求，可进行重新布放。4.3高精度定位系统信标试验架在沉入水底前，可通过GNSS-RTK信息确定精确位置，但在布放过程中，受各种环境的影响，试验架不会垂直落入水底，所以布放结束后的试验架位置只能通过高精度的水声定位系统进行确定。本测试试验使用Scout超短基线系统。该设备是英国Sonardyne公司专门为近岸带（0～500m水深）、近距离（0～1000m）跟踪而研发和生产的，主要用于跟踪1～10个水下目标物，并将跟踪到的目标物的大地坐标从系统的串口输出到外部数据采集系统从而完成水下定位。经多方验证，该设备的静态测试精度可以达到0.5%。在使用时，将1个信标安装在试验架上，通过试验船多次围绕试验架测量，可精确确定试验架的经纬度信息。图3Scout短基线系统Fig.3Scoutshortbaselinesystem4.4试验船设备试验船上安装设备如图4所示，通过MoxaNPort5045串口服务器实现网桥网络接口至串口的接口转换及数据共享。网桥则选择成熟的BreezeNETDS.11型网桥，其传输距离为10km，带宽为11Mbps，试验船上所有设备通过发电机供电。图4试验船设备组成框图Fig.4Blockdiagramoftestshipequipment4.5高精度GNSS-RTK接收机本文使用DOVE-E4-PLUS型GNSS-RTK接收机，如图5所示。该接收机使用4G网络接收千寻的网络RTK信号，实现水平精度小于2cm，高程精度小于5cm的精确定位。图5高精度GNSS-RTK接收机Fig.5High-precisionGNSS-RTKreceiver5试验方法试验前将按图4将设备布放、安装完成。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超短基线定位系统在深拖探测中的应用[J]. 单瑞,董凌宇,杜凯,于得水,李阳,梅赛. 海洋地质前沿. 2019(09)
[2]水声定位导航技术的发展与展望[J]. 孙大军,郑翠娥,张居成,韩云峰,崔宏宇. 中国科学院院刊. 2019(03)
[3]基于圆概率误差的定位精度评定办法[J]. 张乐,李武周,巨养锋,张红林. 指挥控制与仿真. 2013(01)
[4]超短基线定位系统定位误差的分析及仿真[J]. 姜婷. 水雷战与舰船防护. 2012(04)
[5]短基线水声定位精度仿真研究[J]. 杨贵海,李兵,马锦垠. 海洋测绘. 2010(03)
[6]水下定位系统误差分析[J]. 隋海琛,田春和,韩德忠,王崇明. 水道港口. 2010(01)
[7]GPS动态测量精度检测及分析[J]. 何峰,郑勇,骆亚波,任红飞. 工程勘察. 2009(03)
[8]基于动态检测平台的GPS接收机动态性能检测研究[J]. 任红飞,何峰,王若璞. 测绘信息与工程. 2008(02)
[9]超短基线定位精度与误差分析[J]. 韩瑞宁,周东辉. 微计算机信息. 2008(07)
[10]一种基于超短基线的高精度多目标水声定位技术研究[J]. 郑翠娥,孙大军,张殿伦. 海军工程大学学报. 2007(02)
博士论文
[1]高精度GPS动态测量及质量控制[D]. 何海波.中国人民解放军信息工程大学 2002
硕士论文
[1]动态GPS定位检定方法及误差分析[D]. 李军正.解放军信息工程大学 2004
本文编号：3236514
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