[发明专利]一种声学非底跟踪测量载体对底速度的方法和系统

摘要

本发明公开了一种声学非底跟踪测量载体对底速度的方法和系统。所涉及的测量方法基于相对运动理论在水平面内通过构建测量系统坐标系与底坐标系之间变换关系的物理模型，将测量系统坐标系的测量结果转换到底坐标系，根据几何原理采用时差法在底坐标系中建立载体速度计算模型，使声波在海水中的作用距离仅限于收发换能器之间，消除了底跟踪方法测量载体对底速度时声波作用距离对测速的影响。采用本发明的方法测量载体对底速度时，不受海水深度的限制，测量精度高。在本发明的声学非底跟踪测量载体对底速度的系统中，使用高频信号以及换能器基元采用收发共用的换能器，减少了换能器基元的数量，有利于减小测速系统的体积和降低功耗。

主权项

1. 一种声学非底跟踪测量载体对底速度的方法，其特征在于，包括以下步骤：①将测量系统固定在载体上；②按确定的位置布放换能器基阵；③选择信号频率和波形；④根据步骤③所选信号，发射换能器对准接收换能器方向发射声脉冲到流体介质中；⑤在流体介质中，接收换能器接收步骤④发射的声波信号，通过对收到信号的脉冲前沿检测，得到收发换能器之间声波信号的传播时间(t1)；⑥由步骤(5)中的接收换能器作为发射换能器，发射与步骤③相同的声脉冲信号到流体介质中；⑦在流体介质中，由步骤④中的发射换能器作为接收换能器，接收步骤⑥发射的声波信号，通过对收到信号的脉冲前沿检测，得到收发换能器之间声波信号的传播时间(t2)；⑧根据收发换能器之间的距离(L)及收发换能器之间声波信号的传播时间(t1和t2)，通过底坐标系中收发换能器之间的几何关系，应用时差法计算出载体对底速度；⑨将得到的速度结果存储。