[发明专利]一种冰下无人潜航器测距方法

权利要求书

1.一种冰下无人潜航器测距方法，其特征是，利用“虚源法”建立冰下声场模型，由以下步骤得出：

步骤一：设置冰下环境，水下无人潜航器(2)布放深度为d₁，接收水听器(3)布放深度为d₂，水下无人潜航器(2)与接收水听器(3)之间的水平距离R；

步骤二：利用勾股定理分别表示出水下无人潜航器(2)与接收水听器(3)之间的水平距离R与直达波所经途径R₁和经点O'反射传播到接收水听器端的反射波所经途径R₂的关系式，得到途径R₁和R₂为：

步骤三：通过匹配滤波处理分析接收水听器(3)接收的信号得到，经途径R₁到达接收水听器(3)的直达波和经途径R₂到达接收水听器(3)的反射波之间的时延差为Δτ；

冰层下的水中声速为c，得到途径R₁和R₂的路程差为：

R₂-R₁＝cΔτ

得到水下无人潜航器(2)与接收水听器(3)之间的水平距离R为：

利用“虚源法”建立冰下声场模型具体为：

以平面冰层(1)的下表面为中心线，作水下无人潜航器的对称点，称作虚源(4)，与平面冰层(1)的下表面的距离为d₁，水下无人潜航器(2)与虚源(4)的连线与平面冰层(1)的下表面交至于点O，由虚源(4)发射的信号传播到接收水听器(3)的直达波所经途径为R₂＝R₂₁'+R₂₂，与平面冰层(1)的下表面交至于点O'，由水下无人潜航器(2)发射的信号经点O'反射传播到接收水听器(3)所经途径为R₂＝R₂₁+R₂₂，该途径是发射信号经平面冰层(1)的下表面反射传播到接收水听器(3)的反射波中所经的最短途径，根据几何关系，R₂₁＝R₂₁'，即R₂＝R₂'，由虚源(4)发射的信号传播到接收水听器(3)的直达波所经途径R₂'可分别表示为：又R₂＝R₂'，因此由水下无人潜航器(2)发射的信号经点O'反射传播到接收水听器(3)所经途径R₂可表示为：