五基元空间阵超短基线定位方法研究

• 作 者: 姬红杰
• 机 构: 山东科技大学
• 出 处: 山东科技大学
• 发表日期: 2016年期
• 关键词: 五基元 空间阵 俯仰角 短基线定位

二十一世纪是海洋的世纪，海洋成为人类获取资源的“新大陆”。海洋资源的勘探和开发需要明确资源与矿产的水下方位，超短基线定位系统凭借其尺寸小、经济性高、安装操作方便和定位精度较高等优势在海洋科学考察、海洋资源勘探和水下目标跟踪定位等领域得到广泛应用。随着人类对深远海资源的开发，海洋工程和水下机器人作业对超短基线定位性能提出了高精度的迫切要求。因此，高精度超短基线定位系统的研究成为一个重要的前沿课题。　　传统超短基线定位系统的定位基阵为平面阵，目标处于基阵正下方时，系统的定位精度较高，而当目标接近定位基阵所在平面时，系统定位误差较大。针对该问题，本文设计了水下五基元空间阵超短基线定位系统，提出了五基元空间阵超短基线定位方法，主要的研究工作如下：　　首先，分析了传统平面阵超短基线定位系统的定位原理、产生定位误差的原因与影响因素，探讨了提高时延估计精度的相关峰三点内插拟合的方法，分析了消除干扰噪声的方法。然后,分析了空间立体基阵模型构建的原理，设计了五基元空间阵超短基线定位系统，对其定位原理和算法进行了研究。其次，运用仿真方法，对五基元空间阵超短基线定位系统进行了分析，对影响定位精度的俯仰角、信噪比和阵元间距等进行了讨论，并将空间阵定位结果与平面阵进行了对比。最后，建立了实验系统样机，通过在空气中对样机系统的性能测试，分析了系统的定位效果，验证了该系统定位原理和算法的可行性。　　本文针对高精度超短基线定位系统的研究，设计了五基元空间阵超短基线定位系统，提出了五基元空间阵超短基线定位方法，实验验证了其定位原理和算法的可行性，为高精度超短基线定位系统的研究奠定了良好的基础。