水中漂浮式阵列单元定位算法研究（可复制论文）.pdf

水中漂浮式阵列单元定位算法研究摘要关键词:海洋环境,阵列单元,水声定位,定位算法,数据仿真,位置预测在复杂多变的海洋环境中,环境因素影响着水中漂浮式传感器阵列单元的位置变化,而传感器获取到的试验数据是否有意义与阵列单元的相对位置密切相关,因此阵列单元间的相对位置定位成为解决水中试验数据获取中的关键技术,水中漂浮式阵列单元定位算法研究正是在此背景下提出的。本文以水中漂浮式传感器阵列单元定位方法为研究对象,研究了水声信号的传输特性和漂浮式阵列单元定位精度的主要影响因素;建立了特定的定位坐标系和误差修正模型,并研究了漂浮式阵列单元定位技术及其定位算法。论文首先讨论分析了几种常用定位算法的性能,并提出了一种基于最小二乘法的牛顿迭代定位算法,在保证计算精度和收敛速度的同时,较好地解决了牛顿迭代法中的初始值的设定问题;其次,重点研究了海洋中声波信号的传输规律和模型,详细介绍了漂浮式传感器阵列单元定位的基本原理,并分析了影响水声定位精度的主要因素,结合影响定位误差的因素,建立了误差修正模型,提出了一种基于误差修正的传感器阵列单元定位算法,通过数值仿真验证了算法的有效性,为传感器阵列单元的数据获取奠定了基础;此外,在水中爆炸试验时,冲击波信号会湮没阵列单元定位系统发出的声定位信号,而且爆炸产生的高温高压对该水域的温度影响较大,引起声速变化而造成较大的定位误差,使定位系统处于无法正常工作的状态。为了解决这个问题,研究了冲击波的传输规律及模型,并对各个站进行了合理的传感器布置,结合相似性理论,利用有限的加速度传感器和很多压力传感器采集到的数据对阵列单元的位置进行预测,该方法可以节省试验成本,但需要在以后的试验中中北大学学位论文得到进一步的验证。
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邕核浚丝希甖幽塑兰坦豪迹骸闝原创性声明关于学位论文使用权的说明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在指导教师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定,其中包括:①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件;②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文;◎学校可允许学位论文被查阅或借阅:④学校可以学术交流为目的,复制赠送和交换学位论文;?梢怨ú佳宦畚牡娜ú炕虿糠帜谌保密学位论文在解密承担。论文作者签名:日期:后遵守此规定
第一章绪论得到了广泛的应用,而且越来越受至Ⅱ人们的关注,各国也都投入了很多的人力、物力和财力从事这方面的技术研究。目前,定位技术可以分为有源定位和无源定位两大类,国无线传感器网络节点定位技术等啊8莼肪场⒂猛竞鸵G蟛煌≡竦亩ㄎ患际鹾投们进行选择,从而使性价比和系统要求都达到最优。但是不管如何选择,最终的落脚点还是所选定位技术和定位系统的定位精度,高精度定位一直是本领域研究的热点。不同,有的定位精度只有上百米、几十米,有的则几米,甚至达到亚米级,完全根据实优化的定位算法,,推动了海洋勘探、海洋试验、海洋军事等领域的发展,在进行海洋试验或者对目标进行定位跟踪时,传统的方法是将传感器单元布置在海底、易实现传感器单元之间的位置确定和目标的绝对或者相对定位,保证了传感器获取到的中北大学学位论文课题的背景随着现代科学技术的发展,定位技术在航空、航天、交通、海洋勘探、军事等领域内外主要的定位技术有ㄎ籲一“、无线电定位№~引、声定位俊⒑焱庀叨ㄎ籌以及位系统类型也不同,必须综合考虑定位精度、基站的覆盖范围、投资成本等因素来对它目前,国内外对目标定位和跟踪的研究比较多,根据定位要求的不同,定位精度也际的需要选择不同精度的定位系统。定位精度要求越高,所需要的设备越复杂、硬件性能要求越高、投资也越大、而且软件的算法和计算速度要求高。现代精确的定位系统和境,定位精度受环境的影响则会大大降低,如何克服环境因素的影响,成为今后提高定位精度的研究重点。安装在锚固于海底且系有浮标的缆绳上、或者将传感器单元固定在舰船和潜水艇的船体上,这种方法中传感器单元的位置不易变化,因此能够建立一个固定的定位坐标系,容数据有意义。但是在条件苛刻和危险性较高的海洋试验中,试验存在一定的随机性,人为操作也存在困难,而且要避免威胁试验工作人员的人身安全,而漂浮在水中且无锚固
中北大学学位论文定的传感器阵列单元数据获取系统可以有效解决这个问题。漂浮式传感器阵