[发明专利]一种基于卡西尼卵形线的多基地声纳系统定位精度分析方法

说明书

本发明提供的是一种基于卡西尼卵形线的多基地声纳系统定位精度分析方法。本发明属于多基地声纳定位领域，主要用于解决传统的多基地声纳系统定位精度分析方法由于没有考虑实际探测范围而导致分析出的目标定位精度不准确的问题。本发明的特征在于：步骤一：根据多基地声纳系统中各个站址布局确定多基地声纳系统中各个双基地声纳系统形成的卡西尼卵形线，由多个卡西尼卵形线确定多基地声纳系统探测范围；步骤二：根据目标位置，结合多基地声纳系统探测范围来确定目标的定位解算方程；步骤三：根据多基地声纳系统中各个站址自身的测量误差，利用定位解算方程求解目标位置，采用蒙特卡罗方法计算出多基地声纳系统全部探测区域内的定位精度。

技术领域

本发明涉及的是多基地声纳探测领域，具体地说主要涉及一种多基地声纳系统定位精度分析方法。

背景技术

随着潜艇减振降噪技术(如国外广泛采用的大倾斜螺旋桨、新型低噪声推进系统、浮阀等减振降噪措施)的发展和消声瓦的大量使用，近三十到四十年内潜艇辐射噪声级逐年下降。传统单基地声纳对水下目标的探测性能受到严重制约，而多基地声纳系统探测系统以其良好的隐蔽性、更大的探测范围、较强的抗干扰能力和丰富的目标信息受到各国海军和研究机构的重视。目前，多基地声纳系统已经成为声纳技术、水声反潜对抗以及海洋监视技术研究的热点问题。

目前国内外研究学者对于多基地声纳系统定位精度的分析主要集中在定位优化算法的研究上，例如基于线性最小二乘的多基地定位算法、基于加权最小二乘的多基地定位算法以及基于总体最小二乘定位算法，还有学者主要研究多基地声纳系统中发射站和接收站的布站几何方式对多基地声纳系统定位精度的影响。但是声纳在工程使用过程中，使用者更关心多基地声纳系统在实际应用中目标在其探测范围内的定位精度，而现有的分析方法并没有考虑到由于声纳作用范围而导致的目标定位解算方程变化对目标定位精度的影响，因此计算得到的定位精度不能真实反映实际情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多基地声纳系统的定位精度分析方法。本发明是这样的实现的：

步骤一：根据多基地声纳系统中各个站址布局确定多基地声纳系统中各个双基地声纳系统形成的卡西尼卵形线，由多个卡西尼卵形线确定多基地声纳系统探测范围；

步骤二：根据目标位置，结合多基地声纳系统探测范围来确定目标的定位解算方程；

步骤三：根据多基地声纳系统中各个站址自身的测量误差，利用定位解算方程求解目标位置，采用蒙特卡罗方法计算出多基地声纳系统全部探测区域内的定位精度。

步骤一中，多基地声纳系统为二维探测系统，包括T-Rm型和T/R-Rm型两种类型，所述站址是发射站T或T/R以及接收站R的位置。

确定多基地声纳系统探测范围是指计算多基地声纳系统中发射站T或T/R与每个接收站R组成的双基地的探测范围的并集。

双基地声纳系统探测范围是发射站T或T/R和接收站R为焦点形成的卡西尼卵形线包围的区域。

其中，T代表发射站，但不能接收目标回波；T/R代表发射站，可以接收目标回波；Rm为接收站，上角标m代表接收站的数量。

步骤二中，根据目标位置被多基地声纳系统中双基地声纳系统探测范围重合数量n来确定目标的定位解算方程，所述双基地声纳系统探测范围重合数量n决定参与运算的方程数量。

本发明的优点是：

本发明的主要优点是通过对多基地声纳系统中各个基站组成的双基地探测范围来确定整个多基地系统的探测范围，同时根据目标位置与各个双基地探测范围的关系，来确定目标的定位解算方程并解算目标位置，基于此来分析多基地声纳系统的定位精度可以更真实反映定位结果。

附图说明

图1为基于卡西尼卵形线的多基地声纳系统定位精度分析方法实现框图；