基于航跡-航深信息的聲學測速基陣校準技術研究

袁書明，曹忠義

?

基于航跡-航深信息的聲學測速基陣校準技術研究

袁書明1，曹忠義2,3

(1. 海軍裝備研究院，北京 100073；2. 哈爾濱工程大學水聲技術重點實驗室，黑龍江哈爾濱 150001；3. 哈爾濱工程大學水聲工程學院，黑龍江哈爾濱 150001)

針對聲學多普勒測速儀安裝過程中存在的基陣坐標系與載體坐標系之間的不重合問題，以實際工程應用為背景，提出了綜合采用測速儀的速度推算航跡及其波束域斜距信息的三維安裝偏角精確校準方法。利用航偏角校準精度受縱、橫搖偏角影響小的特點，采用載體上的高精度全球定位系統(Global Positioning System, GPS)、姿態裝置推算航跡建立航偏角觀測方程，實現航偏角校準。在此基礎上，利用波束域斜距與縱、橫搖偏角之間的幾何方程，精確解算縱、橫搖偏角。仿真分析了校準算法性能，并通過外場試驗數據驗證了校準算法的有效性。結果均表明該方法能夠實現基陣三維安裝偏角的精確校準，有效提高了導航精度，具有較好的工程應用價值。

聲學多普勒測速儀；安裝誤差校準；最小二乘估計；聯合校準

0 引言

聲學多普勒測速儀是利用多普勒效應，通過估計弱散射回波信號的多普勒頻移信息實現對底絕對/對水相對速度的信息解算。與傳統電磁式、水壓式計程儀相比，具有測速精度高、抗污染能力強、使用穩定可靠等特點，是現代聲學導航[1-4]、水文觀測[5-7]等的重要組成部分。聲學多普勒測速儀輸出的速度按照參考坐標系的不同，分為儀器坐……