一种星位海底阵型校正方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水下目标定位技术领域，具体地说是一种星位海底阵型校正方法。
【背景技术】
[0002]随着人类对海洋探索开发的推进，人类开展的水下活动日益频繁，在水下布放的科学研究、资源开发、工程建设、国防军事等各领域的设备装备也越来越多。如何对这些水下目标进行跟踪定位以及通信，成为水下定位技术研究的热点。通过在海底布放潜标，将这些潜标用海缆连接在一起，构成一个覆盖广泛的海底阵型，通过专用接驳盒整合成一条传输海缆，与岸站相连，实现海底阵与岸站之间的数据传输、信号传输，如图1所示。利用水声定位技术可以高精度、高速度、连续、自动地显示出水下物体的位置，这对于研究水下航行器(比如水下机器人)、水下工作系统以及水面工作船所处的状态等都是很需要的。在海洋环境监测中可以利用该海底阵传输海洋温度、海流、潮汐等数据，也可以用于海上石油作业平台工作状态控制和水下勘测、打捞等工程作业。
[0003]上述广泛运用的前提是海底阵自身位置的精确，阵中各个潜标阵元的地理位置(大地坐标)都要进行精确地测量。但因为阵型的庞大，一个10X10阵型(即布放100个潜标构成方形)，按潜标间距2海里计算，就构成324平方海里的区域，若对每个潜标逐一进行校正，耗时相当长。故而对海底阵型的校正的问题，寻找一种合理的方法，确保海底潜标阵型高效定位，既满足效率要求，又满足精度要求，显得尤为重要。
【发明内容】
[0004]针对以上存在的问题，本发明提出了一种星位海底阵型校正方法，利用围棋棋盘的星位(围棋中黑点的位置)布局方式，考虑了高精度定位要求，并兼顾了海底阵型边和角，该方法结合了绝对测阵的方法和相对测阵的方法，使海底阵型的校正，在耗时和校正精度上达到统一。
[0005]为解决上述技术问题，本申请提供了一种星位海底阵型校正方法，包括如下步骤:
51、布放海底潜标阵型:在海底布放潜标成方形，将这些潜标用海缆连接在一起，构成一个覆盖广泛的海底阵型，通过专用接驳盒整合成一条传输海缆；
52、选择星位点:选择星位点的方式，8X8阵型及以上13X13及以下，选择四个角上的第三行第三列点作为四角上的星位点；17X 17阵型及以下13X13以上，选择四个角上的第四行第四列点作为四角上的星位点；13X13阵型以上若要求高精度，按第三行第三列点作为四角上的星位点，此时中间阵型变成8X8阵型以上，再按上述方法选星位点；8X8阵型以下即可绝对测阵所有点；
53、选择绝对测阵点:在以星位点为对角线交点的矩形中，选取该矩形顶点作为绝对测阵点，相邻星位点连成线上的潜标也作为绝对测阵点。
[0006]S4、结合绝对测阵的方法和相对测阵的方法进行侧阵，绝对测阵即是测量船在GPS的引导下，按预定的航路航行到预定的数据录取点时发射测阵询问测距声脉冲，并获取所要潜标的测距值及测量船相应位置GPS坐标数据；相对测阵即是利用潜标自测阵功能，通过已测潜标测量相邻位置潜标之间的距离，利用平面三点定位方式确定未知潜标坐标。
[0007]所述的选择星位点的原则为作阵型的垂直对称线，在星位点外侧需测量的点构成的列数，与星位点内侧需测量的点构成的列数，内侧点的列数小于或等于外侧点列数加I(不包括阵型对称线上的点);在以星位点为对角线交点的矩形中，选取该矩形顶点作为绝对测阵点。
[0008]有益效果
本申请具有如下技术效果或优点:
一是充分考虑海底阵型本身特点；二是综合有效利用校正阵型的测阵方法(绝对测阵与相对测阵的方法相结合)，使海底阵型的校正，在耗时和校正精度上达到统一；三是合理选择已测点，通过定位解算最优化的方式相对测阵阵型中其他未知点。
【附图说明】
[0009]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0010]图1为一个海底阵系统测量示意图；
图2为本方法以1X 10为例确定星位图；
图3为本方法以10X10为例确定绝对测阵点图；
图4为本方法绝对测阵阵元航迹图；
图5为海底阵型校正方法二的定位误差分布图；
图6为海底阵型校正方法三的定位误差分布图；
图7为本方法的定位误差分布图；
图8为四种海底阵型校正方法效率对比图。
【具体实施方式】
[0011]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0012]本发明提供了一种星位海底阵型校正方法，海底潜标阵型一般都是方形，潜标之间是通过电缆连接在一起的。对于方形阵，按照围棋棋盘的星位布局(围棋中黑点的位置)，这些星位点是测阵过程中核心的位置。忽略阵型中间位置的星位点。然后在星位点周围及相邻星位点连线上的潜标，采用绝对测阵的方式测量，将这些潜标点作为相对测阵其他潜标点时的已知点。整个阵型的校正以星位点和已知潜标点展开。
[0013]如图1所示，本发明所述的一种星位海底阵型校正方法，包括如下步骤:
51、布放海底潜标阵型:在海底布放潜标成方形，将这些潜标用海缆连接在一起，构成一个覆盖广泛的海底阵型，通过专用接驳盒整合成一条传输海缆；
52、选择星位点:选择星位点的方式，8X8阵型及以上13X13及以下，选择四个角上的第三行第三列点作为四角上的星位点；17X 17阵型及以下13X13以上，选择四个角上的第四行第四列点作为四角上的星位点；13X13阵型以上若要求高精度，按第三行第三列点作为四角上的星位点，此时中间阵型变成8X8阵型以上，再按上述方法选星位点；8X8阵型以下即可绝对测阵所有点；
S3、选择绝对测阵点:在以星位点为对角线交点的矩形中，选取该矩形顶点作为绝对测阵点，相邻星位点连成线上的潜标也作为绝对测阵点。
[0014]S4、结合绝对测阵的方法和相对测阵的方法进行侧阵，绝对测阵即是测量船在GPS的引导下，按预定的航路航行到预定的数据录取点时发射测阵询问测距声脉冲，并获取所要潜标的测距值及测量船相应位置GPS坐标数据；相对测阵即是利用潜标自测阵功能，通过已测潜标测量相邻位