[發明專利]一種基于卡西尼卵形線的多基地聲納系統定位精度分析方法

有效

• 申請號: 201910985140.1
• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN110780263B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 王永恒;李歡利;張靜
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所
• 主分類號: G01S5/22
• 分類號: G01S5/22
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 張夢龍

本發明提供的是一種基于卡西尼卵形線的多基地聲納系統定位精度分析方法。本發明屬于多基地聲納定位領域，主要用于解決傳統的多基地聲納系統定位精度分析方法由于沒有考慮實際探測范圍而導致分析出的目標定位精度不準確的問題。本發明的特征在于：步驟一：根據多基地聲納系統中各個站址布局確定多基地聲納系統中各個雙基地聲納系統形成的卡西尼卵形線，由多個卡西尼卵形線確定多基地聲納系統探測范圍；步驟二：根據目標位置，結合多基地聲納系統探測范圍來確定目標的定位解算方程；步驟三：根據多基地聲納系統中各個站址自身的測量誤差，利用定位解算方程求解目標位置，采用蒙特卡羅方法計算出多基地聲納系統全部探測區域內的定位精度。

技術領域

本發明涉及的是多基地聲納探測領域，具體地說主要涉及一種多基地聲納系統定位精度分析方法。

背景技術

隨著潛艇減振降噪技術(如國外廣泛采用的大傾斜螺旋槳、新型低噪聲推進系統、浮閥等減振降噪措施)的發展和消聲瓦的大量使用，近三十到四十年內潛艇輻射噪聲級逐年下降。傳統單基地聲納對水下目標的探測性能受到嚴重制約，而多基地聲納系統探測系統以其良好的隱蔽性、更大的探測范圍、較強的抗干擾能力和豐富的目標信息受到各國海軍和研究機構的重視。目前，多基地聲納系統已經成為聲納技術、水聲反潛對抗以及海洋監視技術研究的熱點問題。

目前國內外研究學者對于多基地聲納系統定位精度的分析主要集中在定位優化算法的研究上，例如基于線性最小二乘的多基地定位算法、基于加權最小二乘的多基地定位算法以及基于總體最小二乘定位算法，還有學者主要研究多基地聲納系統中發射站和接收站的布站幾何方式對多基地聲納系統定位精度的影響。但是聲納在工程使用過程中，使用者更關心多基地聲納系統在實際應用中目標在其探測范圍內的定位精度，而現有的分析方法并沒有考慮到由于聲納作用范圍而導致的目標定位解算方程變化對目標定位精度的影響，因此計算得到的定位精度不能真實反映實際情況。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多基地聲納系統的定位精度分析方法。本發明是這樣的實現的：

步驟一：根據多基地聲納系統中各個站址布局確定多基地聲納系統中各個雙基地聲納系統形成的卡西尼卵形線，由多個卡西尼卵形線確定多基地聲納系統探測范圍；

步驟二：根據目標位置，結合多基地聲納系統探測范圍來確定目標的定位解算方程；

步驟三：根據多基地聲納系統中各個站址自身的測量誤差，利用定位解算方程求解目標位置，采用蒙特卡羅方法計算出多基地聲納系統全部探測區域內的定位精度。

步驟一中，多基地聲納系統為二維探測系統，包括T-Rm型和T/R-Rm型兩種類型，所述站址是發射站T或T/R以及接收站R的位置。

確定多基地聲納系統探測范圍是指計算多基地聲納系統中發射站T或T/R與每個接收站R組成的雙基地的探測范圍的并集。

雙基地聲納系統探測范圍是發射站T或T/R和接收站R為焦點形成的卡西尼卵形線包圍的區域。

其中，T代表發射站，但不能接收目標回波；T/R代表發射站，可以接收目標回波；Rm為接收站，上角標m代表接收站的數量。

步驟二中，根據目標位置被多基地聲納系統中雙基地聲納系統探測范圍重合數量n來確定目標的定位解算方程，所述雙基地聲納系統探測范圍重合數量n決定參與運算的方程數量。

本發明的優點是：

本發明的主要優點是通過對多基地聲納系統中各個基站組成的雙基地探測范圍來確定整個多基地系統的探測范圍，同時根據目標位置與各個雙基地探測范圍的關系，來確定目標的定位解算方程并解算目標位置，基于此來分析多基地聲納系統的定位精度可以更真實反映定位結果。

附圖說明

圖1為基于卡西尼卵形線的多基地聲納系統定位精度分析方法實現框圖；