[发明专利]一种星位海底阵型校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及水下目标定位技术领域，具体地说是一种星位海底阵型校正方法。

背景技术

随着人类对海洋探索开发的推进，人类开展的水下活动日益频繁，在水下布放的科学研究、资源开发、工程建设、国防军事等各领域的设备装备也越来越多。如何对这些水下目标进行跟踪定位以及通信，成为水下定位技术研究的热点。通过在海底布放潜标，将这些潜标用海缆连接在一起，构成一个覆盖广泛的海底阵型，通过专用接驳盒整合成一条传输海缆，与岸站相连，实现海底阵与岸站之间的数据传输、信号传输，如图1所示。利用水声定位技术可以高精度、高速度、连续、自动地显示出水下物体的位置，这对于研究水下航行器（比如水下机器人）、水下工作系统以及水面工作船所处的状态等都是很需要的。在海洋环境监测中可以利用该海底阵传输海洋温度、海流、潮汐等数据，也可以用于海上石油作业平台工作状态控制和水下勘测、打捞等工程作业。

上述广泛运用的前提是海底阵自身位置的精确，阵中各个潜标阵元的地理位置(大地坐标)都要进行精确地测量。但因为阵型的庞大，一个10×10阵型（即布放100个潜标构成方形），按潜标间距2海里计算，就构成324平方海里的区域，若对每个潜标逐一进行校正，耗时相当长。故而对海底阵型的校正的问题，寻找一种合理的方法，确保海底潜标阵型高效定位，既满足效率要求，又满足精度要求，显得尤为重要。

发明内容

针对以上存在的问题，本发明提出了一种星位海底阵型校正方法，利用围棋棋盘的星位（围棋中黑点的位置）布局方式，考虑了高精度定位要求，并兼顾了海底阵型边和角，该方法结合了绝对测阵的方法和相对测阵的方法，使海底阵型的校正，在耗时和校正精度上达到统一。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种星位海底阵型校正方法，包括如下步骤：

S1、布放海底潜标阵型：在海底布放潜标成方形，将这些潜标用海缆连接在一起，构成一个覆盖广泛的海底阵型，通过专用接驳盒整合成一条传输海缆；

S2、选择星位点:选择星位点的方式，8×8阵型及以上13×13及以下，选择四个角上的第三行第三列点作为四角上的星位点；17×17阵型及以下13×13以上，选择四个角上的第四行第四列点作为四角上的星位点；13×13阵型以上若要求高精度，按第三行第三列点作为四角上的星位点，此时中间阵型变成8×8阵型以上，再按上述方法选星位点；8×8阵型以下即可绝对测阵所有点；

S3、选择绝对测阵点：在以星位点为对角线交点的矩形中，选取该矩形顶点作为绝对测阵点，相邻星位点连成线上的潜标也作为绝对测阵点。

S4、结合绝对测阵的方法和相对测阵的方法进行侧阵，绝对测阵即是测量船在GPS的引导下，按预定的航路航行到预定的数据录取点时发射测阵询问测距声脉冲，并获取所要潜标的测距值及测量船相应位置GPS坐标数据；相对测阵即是利用潜标自测阵功能，通过已测潜标测量相邻位置潜标之间的距离，利用平面三点定位方式确定未知潜标坐标。

所述的选择星位点的原则为作阵型的垂直对称线，在星位点外侧需测量的点构成的列数，与星位点内侧需测量的点构成的列数，内侧点的列数小于或等于外侧点列数加1（不包括阵型对称线上的点）；在以星位点为对角线交点的矩形中，选取该矩形顶点作为绝对测阵点。

有益效果

本申请具有如下技术效果或优点：

一是充分考虑海底阵型本身特点；二是综合有效利用校正阵型的测阵方法（绝对测阵与相对测阵的方法相结合），使海底阵型的校正，在耗时和校正精度上达到统一；三是合理选择已测点，通过定位解算最优化的方式相对测阵阵型中其他未知点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 为一个海底阵系统测量示意图；

图2 为本方法以10×10为例确定星位图；

图3 为本方法以10×10为例确定绝对测阵点图；

图4 为本方法绝对测阵阵元航迹图；

图5 为海底阵型校正方法二的定位误差分布图；

图6 为海底阵型校正方法三的定位误差分布图；

图7 为本方法的定位误差分布图；

图8为四种海底阵型校正方法效率对比图。

具体实施方式