GYROUSBL在深海水下定位中的应用

GYROUSBL

在深海水下定位中的应用

摘要：

声学定位系统（

Acoustic Positioning System

）的技术研究和 应用开发在现代海洋

科学调查和水下施工中起着重要作用。本文以某品牌超短基线定位系 统为例，就超短基线

（

Ultra

Short

BaseLine

）声学 定位系统的原理、应用范围等几个方面展开讨论，同时介绍

了高精度超短基线工程中的实 际应用，

对使用过程中影响定位性能的主要因素进行了简单分

析 。

关键词：

超短基线

水下定位

1

概述

20

世纪

90

年代以来，

< br>世界先进国家的海洋调查技术手段逐步成熟与完善，

其中超短基

< br>线

（简称

USBL

）

高精度水下定位系统具有

广泛的用途，在海洋探测研究、海洋工程、水下建筑物施工、潜水员水下作业、水下考

古、

海洋国防建设等方面，

都离不开水下定位 系统为其提供高精度、

高质量的定位资料，

因此高精度水下定位 技术对维护国家领土权益和国民经济建设都具有重要意义。

1

．

1

关于水下声学定位系统

20

世纪

< br>50

～

60

年代，在国际上， 随着光、声、磁等技术的不断发展，在大力开

发海洋自然资源和海洋工程的进程中，

水下探测技术得到了较大发展，

相继开发了一系列先

进的、高效能的水下探测设备：在各种水下检测的光、声、磁技术中，由于水下光波衰减很

快，

即使是波长最长、

传播最远的红外光波在水中传 播到了几米以后也衰减完了，

而声波和

电磁波在水中有良好的传 播性，因而，声呐、磁探和超短基线成为水下检测的有效方法。

声 学定位系统最初是在

19

世纪

60

年代的时候被开发出来用于支持水下调查研究。

从

< br>那时起，这类系统便在为拖体，

ROV

等水下目标的定位 中成为了重要角色。声学定位系统能

够在有限的区域内提供非常高的位置可重复精度，< /p>

甚至在远离海岸。

对大多数用户来说，

可

重复性精度要比绝对精度重要。

< /p>

在声学定位系统中，有

3

种主要的技术： 长基线定位（

LBL

）

，短基线定位（

SBL

）

，和

超短基线定位（

SSBL/USBL

）

，有些现代的定位系统能组合使用以上技术。

长基线

（

LBL

）

:

长基线定位能在宽广的区域内提供高精度的位置，

它需要至少

3

个应答器组

成的阵列 部署在海底上的已知点上，

水面舰只安装一个换能器。

换能器测 量

出到水底应答器的斜距，从而计算出自身的坐标位置。

短基线

（

SBL

）

：

短 基线定位需要在舰船上安装至少

3

个换能器阵，

换能器之间的位置关系为

已知，

应答器安装在需要定位 的目标上，

舰船上的多个换能器测量出到同一

个应答器的距离， 从而计算出目标的位置。

超短基线（

SSBL/USBL

）

:

超短基线定位的船载换能器中，有至少

3

个单元，应答器安装在

需要定位的目 标上，

换能器测量出到应答器的水平和垂直角度及斜

距