[發(fā)明專利]基于擬合插值的快速迭代水下定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711484054.X
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108267743B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設計）人: 金曉劍;孫大軍;郝偉修;鄭翠娥;吳穎媛;張居成;蒲定;李海鵬;王火平
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海石油深海開發(fā)有限公司;哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S15/74
• 分類號: G01S15/74
• 代理公司: 深圳市瑞方達知識產權事務所(普通合伙) 44314
• 代理人: 張約宗;楊波

1.一種基于擬合插值的快速迭代水下定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲得水下目標物的深度Z_t，獲得聲波在所述目標物和作業(yè)點之間的單向傳播時間t以及作業(yè)區(qū)域水的有效聲速表；

S2、在所述有效聲速表中找到對應到深度Z_t的一行向量，設定所述一行向量中任意位置的聲速為c_i，其中，c₁≤c_i≤c_n,c₁、c_n分別為所述一行向量中的最小有效聲速、最大有效聲速，令有效聲速的初始迭代值為c_k，且c₁≤c_k≤c_n；

S3、根據聲波單向傳播時間t和有效聲速的初始迭代值c_k，計算所述目標物與所述作業(yè)點的水平距離r_k；

S4、根據有效聲速表中的數(shù)據分布進行擬合插值，得到水下深度為Z_t且距離所述作業(yè)點水平距離為r_k的位置對應的有效聲速c_k'；

S5、比較c_k和c_k'，若c_k-c_k'＞0，則令c₁＝c_k'，若c_k-c_k'＜0，則令c_n＝c_k'，重復步驟S2至步驟S5，直至c_k和c_k'的差小于設定的門限值，則此時c_k'為所述作業(yè)點到所述目標物的有效聲速；

S6、根據有效聲速、單向傳播時間t以及深度Z_t實現(xiàn)水下目標物的定位。

2.根據權利要求1所述的基于擬合插值的快速迭代水下定位方法，其特征在于，所述步驟S1中，通過安裝在所述目標物上的壓力傳感器獲得所述目標物所處的深度。

3.根據權利要求1所述的基于擬合插值的快速迭代水下定位方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述單向傳播時間t為聲波從所述目標物達到作業(yè)點的傳播時間；

通過水聲定位系統(tǒng)獲得聲波在所述目標物和作業(yè)點之間的單向傳播時間t；

所述水聲定位系統(tǒng)包括水聲換能器基陣、應答器，所述水聲換能器基陣安裝在所述作業(yè)點，所述應答器安裝在所述目標物上，所述水聲換能器基陣發(fā)射詢問信號，所述應答器在接收到所述詢問信號后向所述水聲換能器基陣回復應答信號，求得聲波的單向傳播時間t。

4.根據權利要求1所述的基于擬合插值的快速迭代水下定位方法，其特征在于，有效聲速的初始迭代值

5.根據權利要求1所述的基于擬合插值的快速迭代水下定位方法，其特征在于，所述目標物與所述作業(yè)點的水平距離

6.根據權利要求1所述的基于擬合插值的快速迭代水下定位方法，其特征在于，所述步驟S4中，通過多項式擬合插值，多項式擬合插值分為擬合和插值兩個步驟，多項式擬合時，在距離所述作業(yè)點水平距離為r_k對應到水下深度為Z_t的一行向量中的位置的前后各選擇至少一個已知點進行擬合，得到多項式系數(shù)，再將r_k作為已知量求得對應的有效聲速值c_k'。