[发明专利]深海长基线定位阵形拓扑结构的布阵方法

说明书

深海长基线定位阵形拓扑结构的布阵方法，属于水下目标定位技术领域，为解决现有长基线定位系统单节点作用距离有限，长基线定位系统几何配置直接影响到目标位于不同位置时的可探测节点数目和参与定位的节点数目，进而影响定位进度的问题。具体过程为：获取单测点作用距离；设定长基线布阵方式；获得目标有效定位节点数目；计算目标在有效定位节点共同作用下的定位精度；在定位节点数目可作用区域面积内获取满足设定定位精度的区域面积；获取定位精度的区域面积，判断该区域面积是否小于满足设定定位精度的区域面积，是则定位节点间距离为节点间相对距离；根据有效定位节点数目和节点间相对距离完成定位节点布阵。用于对深海长基线定位的布阵。

技术领域

本发明涉及一种深海长基线定位的布阵方法，属于水下目标定位技术领域。

背景技术

采用多节点构成长基线定位系统对目标进行定位是水声定位的主要方法。但是定位精度与长基线的布阵方式有关，即使是对于某一确定的长基线定位系统阵型，不同空间位置的定位精度也不相同，换句话说，长基线定位系统的定位精度具有空间分布特性。

论文“基于潜标的甚低频矢量水听器被动定位技术研究”(张宇，哈尔滨工程大学，2014)讨论了三站、四站条件下不同几何布站对系统定位精度的影响，得到了一种最优布站方案，采用菱形与“Y”形结合的几何布局，既可以保证特定方向上较高的定位精度，又可以兼顾全方位的目标搜索。

论文“水下目标被动定位系统关键技术研究”(焦小涛，西安工业大学，2013)得出利用四站式阵元定位系统的进行目标定位时定位结果误差的分布规律为：对于星型布阵和三角形布阵来说，误差等值线分布很相似，对于菱形布阵和三角形布阵，水下待测声源离阵元布阵中心区域较远，因此高精度定位区域范围较小，然而星型布阵，水下待测声源离阵元布阵中心区域较近，则高精度定位区域范围很大，且定位误差的起伏程度也很平稳。

专利“载人潜水器长基线定位系统水下潜标布阵优化方法”(张同伟，丁忠军，杨波，陈强，孟庆国，高伟，中国专利：CN104794543A，2015.7.22)提供一种保证深海测试中得到精准实验数据的潜标布阵，为后续的潜水器提供高精度的定位服务。通过这种深海潜标的布阵优化方法，奠定了深海测试中的实验数据的准确性的基础步骤，为深海测试中的长基线测试提供了参考，具有显著的进步性。

论文“组网声纳目标跟踪技术”(刘威，哈尔滨工程大学，2017)针对不同阵型对三基地声纳定位效能的影响进行了研究，当各基地布阵为任意三角形时，其整体定位效果不如等腰三角形和等边三角形，且在远离发射基地的接收基地附近其定位精度较差。等腰三角形布阵下的定位误差分布与等边三角形相似。

上述文献基本都是对长基线定位系统的阵形优化设计进行了讨论，多是基于对不同阵形的定位性能横向比对，并没有考虑单节点作用距离有限的问题。通常而言，基线越长定位精度越高。但是，当非合作目标辐射声信号源级有限时，长基线定位系统的单节点作用距离有限，因此长基线定位系统的节点距离不可能过大，其几何配置直接影响到目标位于不同位置时的可探测节点数目，参与定位的节点数目，进而直接影响定位精度。

发明内容

本发明目的是为了解决现有长基线定位系统的单节点作用距离有限，长基线定位系统的几何配置直接影响到目标位于不同位置时的可探测节点数目和参与定位的节点数目，进而影响定位进度的问题，提供了一种深海长基线定位阵形拓扑结构的布阵方法。

本发明所述深海长基线定位阵形拓扑结构的布阵方法，该布阵方法为长基线定位节点的布阵，其具体过程为：

S1、根据传播损失，利用声呐方程获取单测点作用距离；

S2、根据S1获取的单测点作用距离设定长基线布阵方式；

S3、以目标假定位置为中心，计算目标与单测点之间的距离，若计算结果小于S1获取的单测点作用距离，则该单测点为对目标有效的定位节点，获得目标的有效定位节点的数目；