對水聲定位濾波算法記憶衰減方式的改進

馬建業 ，鄭東健

(1.河海大學 水利水電學院，江蘇 南京 210098；2.河海大學 水資源高效利用與工程安全國家工程研究中心，江蘇 南京 210098；3.河海大學 水文水資源與水利工程科學國家重點實驗室，江蘇 南京 210098)

水工建筑物的安全監測工作有助于把握工程的工作狀態，評估其安全程度[1]。在智慧水利[2]的基本框架中，建筑物的安全監測工作處于基礎的感知層[3]，由于水工建筑物工作環境的特殊性，有很大一部分長期位于水下，安全監測工作存在諸多困難。自動化的安全監測設備不僅有利于提高監測工作的安全性和便捷性，實時掌握水工建筑物的安全狀態，而且有利于對運行管理提出指導性建議[4]。監測設備的水下定位具有基礎性和關鍵性的作用，對水下定位算法的研究有利于提高水下建筑物安全監測工作的準確性和便捷性。

無線電磁波和光波等會在水下迅速衰減，無法在水下定位系統中使用。聲波在水下可以遠距離傳播，是水下信息傳播的主要載體[5]，水下定位大多為水下聲學定位。在通信、導航、目標跟蹤等過程中，不可避免地存在著由干擾因素引起的誤差，例如水下聲學定位中的水聲環境噪聲干擾誤差、量測誤差及系統誤差等[6-7]。為在一定程度上抑制干擾噪聲還原真實數據，數據濾波往往是目標定位系統中的重要組成部分。在眾多的濾波算法中，最小二乘法（Least squares,LS）和卡爾曼濾波算法是應用較為廣泛的兩種經典算法[8]。其中，卡爾曼濾波因其能對現場采集數據的實時更新、便于計算機編程及其特有的數據融合功能等優勢應用最為廣泛，被認為是最佳的線性濾波器。……