深海高精度水声定位与导航技术

目录丛书序自序第1章绪论11.1概述11.2水下定位与导航需求11.2.1概念内涵11.2.2载体种类21.2.3作业模式31.2.4需求特点41.3技术内涵41.3.1海洋水声传播的时延特性51.3.2信号设计——获取时延信息的关键71.3.3信息处理——提升定位与导航能力的关键71.3.4能量设计——定位导航设备的物质基础81.4发展现状91.4.1水声定位技术与设备91.4.2水声测速导航技术与设备131.5未来发展趋势22参考文献23第2章超短基线定位技术252.1概述252.2USBL定位系统介绍252.2.1USBL定位原理252.2.2USBL定位系统误差分析302.3USBL定位算法352.3.1常规声学定位算法362.3.2三角分解定位算法382.3.3基线分解定位算法402.3.4附加约束的立体阵定位算法442.4阵型误差修正算法472.4.1有效声速简介472.4.2基于有效声速的水声定位模型492.4.3基阵坐标系构建502.4.4性能分析512.5安装误差校准技术532.5.1安装位置偏差校准技术542.5.2安装角度偏差校准技术582.5.3测线优选622.5.4仿真与试验分析682.6典型应用732.6.1USBL水声定位技术概述732.6.2“蛟龙”号载人深海潜水器742.6.3水下无人潜水器对接引导应用76参考文献79第3章水下综合定位技术813.1概述813.2综合定位系统介绍813.2.1综合定位基本原理813.2.2综合定位精度分析823.2.3海底声信标阵型设计853.2.4主要系统误差来源873.3高精度声信标阵型标定883.3.1绝对标定883.3.2相对标定1023.3.3性能分析1083.4运动补偿1133.4.1水下运载器运动对定位精度的影响1133.4.2基于运动补偿高精度定位1163.4.3性能分析1193.5典型应用1213.5.1“奋斗者”号载人深海潜水器1223.5.2“鲲龙500”集矿车海底作业126参考文献129第4章高精度相控阵水声测速技术1304.1概述1304.2水声测速技术基础1304.2.1水声测速原理1304.2.2相控阵多普勒测速技术1404.2.3高精度多普勒频率估计1474.2.4水声测速应用场景1544.3宽带信号波形设计技术1564.3.1宽带信号波形设计准则1574.3.2宽带信号波形选择与优化1594.3.3宽带信号波形设计性能分析1614.4长期测速准确度校准技术1644.4.1影响测速准确度的误差源分析1654.4.2测速准确度的基阵坐标系校准方法1754.4.3测速准确度的径向系校准方法1814.5瞬时测速精度评价技术1874.5.1信息级测速精度评价1884.5.2波形级测速精度评价1934.6水声测速系统设计案例2014.6.1测速声呐设计案例2014.6.2相控对接检测案例206参考文献218第5章声学/惯性组合导航技术2215.1概述2215.2捷联惯导及其组合导航技术2235.2.1捷联惯导2235.2.2卡尔曼滤波2395.2.3基于速度/位置基准的组合导航技术2485.3SINS/DVL信息融合2565.3.1安装偏差标校技术2575.3.2初始对准技术2645.3.3组合导航技术2685.4SINS/USBL组合导航技术2795.4.1SINS/USBL组合导航基本实现方法2805.4.2SINS/USBL组合导航自适应滤波算法3015.4.3引入径向速度的SINS/USBL组合导航实现方法314参考文献335索引336彩图