一种浅海非均匀媒质中的无人潜航器定位方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种浅海非均匀媒质中的无人潜航器定位方法和系统，方法包括：获取所需定位的浅海区域的浅海环境声速的样本；获取无人潜航器信号的声压；根据声速的样本构建声速中含有随机变量的非均匀媒质声传播模型；通过Karhunen

【技术实现步骤摘要】
一种浅海非均匀媒质中的无人潜航器定位方法和系统


[0001]本专利技术涉及浅海定位领域，尤其是涉及一种浅海非均匀媒质中的无人潜航器定位方法和系统。

技术介绍

[0002]近岸监视一直是水声学重要研究领域之一。进入21世纪以来，随着无人化、智能化技术发展的日趋成熟，各种无人自主型平台投入应用。在水下，UUV(Unmaned Underwater Vehicle，水下无人潜航器)可适应多种应用场景，并根据其功能任务发展了众多型号。早期UUV主要应用在民用领域，执行深海勘探，电缆铺设，沉船打捞等任务。随着该技术逐渐成熟，其在军事领域的巨大价值得到了各国海军的关注。1957年，美国华盛顿大学应用物理实验室研制出一种用来研究潜艇尾迹和声波扩散的水下运载工具，它被认为是全世界第一台军用UUV。经过60多年的发展，军用UUV的用途已经拓展到了情报监视与侦察、反水雷、有效载荷投送、反潜战、海上搜救、通信中继、军事欺骗干扰等方面，成为了海洋军事领域中的一支不容忽视的力量。
[0003]水下非合作高速小目标探测问题，属于水动力学、水声学、信息论和阵列信号处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浅海非均匀媒质中的无人潜航器定位方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取所需定位的浅海区域的浅海环境声速的样本；S2、获取无人潜航器信号的声压；S3、根据声速的样本构建声速中含有随机变量的非均匀媒质声传播模型；S4、通过Karhunen
‑
Lo
è
ve展开简化随机变量从而得到简化的非均匀媒质声传播模型；S5、通过简化的非均匀媒质声传播模型得到格林函数的数值解；S6、将格林函数的数值解和无人潜航器信号的声压代入迭代贝叶斯聚焦算法进行计算，得到贝叶斯后验均值，即无人潜航器的估计位置。2.根据权利要求1所述的一种浅海非均匀媒质中的无人潜航器定位方法，其特征在于，所述含有随机变量的非均匀媒质声传播模型的表达式为：其中，r
s
和r表示位置，v(r,ξ
r
)表示位置r处的声速，ξ
r
表示随机变量，t表示时刻，δ表示狄拉克函数，Ω(t)表示在时域中声源信号函数，
▽
表示拉普拉斯算子，y(r,t)表示在时刻t位置r处的声压。3.根据权利要求1所述的一种浅海非均匀媒质中的无人潜航器定位方法，其特征在于，所述简化的非均匀媒质声传播模型中随机变量的表达式为：其中，表示非均匀媒质声场中声速的样本均值，λ
n
和f
n
(r)分别表示特征值和特征函数，是简化后声速的随机变量，被认为是高斯随机声场，表示一系列不相关的随机变量，并且是独立的标准高斯随机变量。4.根据权利要求1所述的一种浅海非均匀媒质中的无人潜航器定位方法，其特征在于，所述浅海环境声速的样本通过浅海中布置的传感器获取。5.一种浅海非均匀媒质中的无人潜航器定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：王睿，郭奇欣，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：