雙-多基地聲吶定位技術(shù)研究.pdf

1、雙/多基地聲吶由于其發(fā)射機(jī)與接收機(jī)分開(kāi)配置，使其具有了許多與單基地聲吶系統(tǒng)不同的特點(diǎn)，且在探測(cè)距離、目標(biāo)檢測(cè)概率和定位精度各個(gè)方面均具有較大的優(yōu)勢(shì)。目前對(duì)雙/多基地聲吶系統(tǒng)的研究已引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，是研究的重點(diǎn)和熱門?；诖?，本文對(duì)雙/多基地聲吶系統(tǒng)定位技術(shù)進(jìn)行研究。分析了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，定位原理，聲吶方程等問(wèn)題,并在此基礎(chǔ)上分別針對(duì)雙基地和多基地聲吶系統(tǒng)的目標(biāo)定位方法進(jìn)行研究，并通過(guò)理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)的方式，對(duì)算法的有效性進(jìn)行

2、了驗(yàn)證。進(jìn)一步研究了多基地聲吶系統(tǒng)對(duì)多目標(biāo)進(jìn)行定位跟蹤的問(wèn)題，分析比較了各種不同的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法原理和性能。本文的主要研究?jī)?nèi)容包含以下幾個(gè)方面：
　　一、總結(jié)了雙基地聲吶系統(tǒng)進(jìn)行二維平面目標(biāo)定位時(shí)，影響定位精度的四個(gè)因素，進(jìn)而推導(dǎo)了四個(gè)不同測(cè)量子集下的目標(biāo)定位公式，介紹了算法的定位原理并推導(dǎo)了對(duì)應(yīng)算法的GDOP公式，對(duì)定位誤差進(jìn)行了理論分析。進(jìn)而通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)分析了，各誤差因素對(duì)不同定位算法的影響，得到了對(duì)應(yīng)的GDOP分布圖。仿真實(shí)驗(yàn)

3、給出了各個(gè)影響因素對(duì)誤差的影響規(guī)律，對(duì)實(shí)際工程應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。
　　二、針對(duì)多基地聲吶系統(tǒng)采用不同信息進(jìn)行定位的情況，提出了對(duì)應(yīng)的方法，并推導(dǎo)出對(duì)應(yīng)的GDOP公式及誤差分布情況，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)得到結(jié)論如下：利用距離信息進(jìn)行多基地聲吶定位的精度要比僅利用角度信息精度高，而運(yùn)用最小二乘或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)定位算法則能得到更高的精度。同時(shí)通過(guò)仿真對(duì)比驗(yàn)證了不同基站布局對(duì)定位精度的影響，得到基站布局效果對(duì)角度信息定位的影響要比對(duì)距離信息定位的

4、影響大，且角度信息定位主要受基站間夾角大小的影響，夾角太大或者太小都會(huì)導(dǎo)致定位精度的降低；而距離信息定位主要受基站間距離大小的影響。
　　三、介紹了多基地聲吶系統(tǒng)，進(jìn)行目標(biāo)跟蹤的算法模型，基本原理以及常用的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法。分別引入D-S證據(jù)理論和核聚類思想，運(yùn)用核聚類數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法和組合邏輯數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法進(jìn)行了目標(biāo)定位跟蹤實(shí)驗(yàn)。其中核聚類關(guān)聯(lián)算法可比組合邏輯關(guān)聯(lián)算法獲得更低的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)錯(cuò)誤率。對(duì)這兩種算法進(jìn)行了四種不同航跡下的性能仿真研究