[发明专利]估计沿拖曳的声学线天线布置的节点之间节点间距离的方法和装置

权利要求书

1.一种估计发送器节点(A)和接收器节点(B)之间的节点间距离的方法，该发送器节点和接收器节点归属于包括沿拖曳的声学线天线(20a-20e)布置的多个节点的网络，声信号通过水下声信道被从发送器节点传送到接收器节点，其特征在于：该方法包括根据水下声信道的声速剖面的估计来估计节点间距离的步骤(83-87；93-94；103-104)，所述声速剖面取决于深度，

其中，所述估计节点间距离的步骤包括以下步骤：

-获得(83，84)声信号从发送器节点到接收器节点的行程时间、发送器节点和接收器节点的浸入深度、发送器节点浸入深度处的声速以及声速剖面的所述估计；

-根据行程时间和在发送器节点浸入深度处的声速，确定(84)节点间的近似距离(D_AB)，其对应于在发送器节点和接收器节点之间的直线路径；

-使用声音传播模型，并获知发送器节点和接收器节点的浸入深度、节点间的近似距离以及声速剖面的估计，来估计(84)发送器节点和接收器节点之间的声传播，所述估计声传播的步骤提供了在发送器节点和接收器节点之间的弧形路径的弧长(L_AB)；以及

-确定(86-87)节点间距离的估计(D’_AB)，其为节点间的所述近似距离与由所述弧长和节点间的所述近似距离之差定义的距离估计误差之间的差。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用至少一个属于下述组中的方法实施获得声速剖面估计的步骤，该组包括：

-访问至少一个声速剖面数据库的方法；以及

-使用测量设备和/或声学方法，进行直接测量的方法。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用间接测量的方法来实施获得声速剖面估计的步骤，使用反演过程(111-114)，其从至少一个失真声信号中提取声速剖面的估计，该失真声信号由声信号通过所述水下声信道在一对节点之间的传送造成。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述反演过程从失真声信号中提取声速剖面的估计，该失真声信号由所述声信号通过所述水下声信道在所述发送器节点和所述接收器节点之间的传送造成。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用空间分集，使用至少两个不同节点对，和/或利用时间分集，使用在至少两个不同时刻处的相同节点对，执行所述反演过程的至少两次迭代，每一次迭代都提供声速剖面的中间估计，并且其特征在于获得声速剖面的估计的步骤包括组合声速剖面的中间估计以获得声速剖面最终估计的步骤。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述至少两个不同节点对具有不同的深度，如果第一对发送器节点与第二对发送器节点深度不同，和/或如果第一对接收器节点与第二对接收器节点深度不同，则第一对和第二对节点定义为具有不同深度。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述估计节点间距离的步骤包括使用反演过程的步骤(94)，该反演过程从失真声信号中联合提取声速剖面的估计和节点间距离的估计，该失真声信号由所述声信号通过所述水下声信道在所述发送器节点和所述接收器节点之间的传送造成。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述估计节点间距离的步骤包括以下步骤：

-获得声速剖面的所述估计；以及

-使用反演过程(104)，所述反演过程从失真声信号中提取节点间距离的估计，该失真声信号由所述声信号通过所述水下声信道在所述发送器节点和所述接收器节点之间的传送造成，并且获知声速剖面的所述估计。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，使用至少一个属于下述组中的方法实施获得声速剖面的估计的步骤，该组包括：

-访问至少一个声速剖面数据库的方法；以及

-使用测量设备和/或声学方法，进行直接测量的方法。