[发明专利]一种水下潜标位置综合校准测量点快速优化布局方法

权利要求书

1.一种水下潜标位置综合校准测量点快速优化布局方法，其特征在于，所述布局方法包括以下步骤：

步骤一：建立潜标位置校准模型；

步骤二：确定不同声信号传播距离的时延测量误差关系式；

步骤三：构建潜标位置单点校准精度数学模型；

步骤四：选取潜标预估位置区域，在此区域内选取N个点利用步骤一至步骤三所述方法构造区域校准精度目标函数，即：

其中，K为N个点中的一个点，HDOP_k为第K点的校准精度，当目标函数取得最小值时，此时的(x_i,y_i)即为测量点位置的最优值；

步骤五：采用人工蜂群算法求解步骤四中的目标函数F，获得测量点优化布局结果。

2.根据权利要求1所述的一种水下潜标位置综合校准测量点快速优化布局方法，其特征在于，在步骤一中，具体的，选取四个测量点组成矩形，其校准方程为：

其中，(x,y)为待测阵元位置坐标，i为测量点序号，(x_i,y_i)为测量点位置坐标，t_i为声信号由测量船到待测潜标所需的时延，h为测量船声头与待测潜标之间深度差，c为海中声速。

3.根据权利要求1所述的一种水下潜标位置综合校准测量点快速优化布局方法，其特征在于，在步骤二中包括以下步骤：

步骤二一：基于Bellhop声场模型确定声速梯度以及声传播损失TL与声信号传播距离的关系，将确立的TL代入信噪比计算公式确定信噪比SNR：

SNR＝SL-NL-TL

其中，SL为声源级，NL为海洋环境噪声级；

步骤二二：根据克拉美罗下界，获得时延测量误差d_t的均方误差下界表示式：

其中，T₁为信号持续时间，f_H为信号的频率上限，f_L为信号的频率下限，SNR为信噪比，T₁、f_H、f_L参数由潜标位置校准系统确定，信噪比由上述Bellhop声场模型确定。

4.根据权利要求2所述的一种水下潜标位置综合校准测量点快速优化布局方法，其特征在于，在步骤三中，具体的：根据校准模型写出各项参数误差与校准精度dx、dy之间的关系：

其中，E()表示取期望，

D_h＝[d²h]，D_c＝[d²c]

用HDOP表述校准精度，则有：