[發明專利]估計沿拖曳的聲學線天線布置的節點之間節點間距離的方法和裝置

有效

• 申請號: 201210599004.7
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN103176210B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: C·拉赫;S·瓦勒茲
• 申請（專利權）人: 瑟塞爾公司
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01S11/14
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 侯海燕

1.一種估計發送器節點(A)和接收器節點(B)之間的節點間距離的方法，該發送器節點和接收器節點歸屬于包括沿拖曳的聲學線天線(20a-20e)布置的多個節點的網絡，聲信號通過水下聲信道被從發送器節點傳送到接收器節點，其特征在于：該方法包括根據水下聲信道的聲速剖面的估計來估計節點間距離的步驟(83-87；93-94；103-104)，所述聲速剖面取決于深度，

其中，所述估計節點間距離的步驟包括以下步驟：

-獲得(83，84)聲信號從發送器節點到接收器節點的行程時間、發送器節點和接收器節點的浸入深度、發送器節點浸入深度處的聲速以及聲速剖面的所述估計；

-根據行程時間和在發送器節點浸入深度處的聲速，確定(84)節點間的近似距離(D_AB)，其對應于在發送器節點和接收器節點之間的直線路徑；

-使用聲音傳播模型，并獲知發送器節點和接收器節點的浸入深度、節點間的近似距離以及聲速剖面的估計，來估計(84)發送器節點和接收器節點之間的聲傳播，所述估計聲傳播的步驟提供了在發送器節點和接收器節點之間的弧形路徑的弧長(L_AB)；以及

-確定(86-87)節點間距離的估計(D’_AB)，其為節點間的所述近似距離與由所述弧長和節點間的所述近似距離之差定義的距離估計誤差之間的差。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，使用至少一個屬于下述組中的方法實施獲得聲速剖面估計的步驟，該組包括：

-訪問至少一個聲速剖面數據庫的方法；以及

-使用測量設備和/或聲學方法，進行直接測量的方法。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，采用間接測量的方法來實施獲得聲速剖面估計的步驟，使用反演過程(111-114)，其從至少一個失真聲信號中提取聲速剖面的估計，該失真聲信號由聲信號通過所述水下聲信道在一對節點之間的傳送造成。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述反演過程從失真聲信號中提取聲速剖面的估計，該失真聲信號由所述聲信號通過所述水下聲信道在所述發送器節點和所述接收器節點之間的傳送造成。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，利用空間分集，使用至少兩個不同節點對，和/或利用時間分集，使用在至少兩個不同時刻處的相同節點對，執行所述反演過程的至少兩次迭代，每一次迭代都提供聲速剖面的中間估計，并且其特征在于獲得聲速剖面的估計的步驟包括組合聲速剖面的中間估計以獲得聲速剖面最終估計的步驟。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述至少兩個不同節點對具有不同的深度，如果第一對發送器節點與第二對發送器節點深度不同，和/或如果第一對接收器節點與第二對接收器節點深度不同，則第一對和第二對節點定義為具有不同深度。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述估計節點間距離的步驟包括使用反演過程的步驟(94)，該反演過程從失真聲信號中聯合提取聲速剖面的估計和節點間距離的估計，該失真聲信號由所述聲信號通過所述水下聲信道在所述發送器節點和所述接收器節點之間的傳送造成。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述估計節點間距離的步驟包括以下步驟：

-獲得聲速剖面的所述估計；以及

-使用反演過程(104)，所述反演過程從失真聲信號中提取節點間距離的估計，該失真聲信號由所述聲信號通過所述水下聲信道在所述發送器節點和所述接收器節點之間的傳送造成，并且獲知聲速剖面的所述估計。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，使用至少一個屬于下述組中的方法實施獲得聲速剖面的估計的步驟，該組包括：

-訪問至少一個聲速剖面數據庫的方法；以及

-使用測量設備和/或聲學方法，進行直接測量的方法。