【技术实现步骤摘要】
本申请涉及多基地声纳定位的，具体而言，涉及一种基于组合子集的多基地声纳定位方法。
技术介绍
1、近年来随着减振降噪技术的发展与进步，水下大型结构的辐射噪声水平持续降低，因此对声纳探测技术提出了更高的要求，为提升声纳系统工作效能，需针对新型声纳工作系统开展相关研究，多基地声纳系统应运而生,相比于传统的单基地声纳，多基地声纳系统具有较强的探测能力和隐蔽性，同时可弥补单节点作用面积小，功能形式单一等缺点。
2、多基地声纳最初于上世纪60年代被应用于水声学领域，并于70年代由美国的雷锡公司首次实验论证了多基地声纳相比于单基地声纳具有更佳的性能和更高的效率。作为多基地声纳系统中最关键的一环，多基地声纳相关定位算法被国内外学者广泛关注，在多基地声纳技术的研究初期，相继开展了双、多基地声纳系统的定位算法及定位精度的相关研究。目前学者们主要从多基地的配置方式、定位误差、融合算法等角度展开研究，为降低系统定位误差提出了有效的解决办法。但由于多基地声纳系统相比于单基地声纳会获得更多的定位信息，存在定位信息冗余，且在基线及基站附近存在定位盲区，需设计相关算法对定位信息进行融合处理，保证观测信息的充分利用。
3、目前为综合利用观测量，更好地处理冗余信息，国内外主要采用最小二乘算法进行近似处理，然而这一方法会受测量误差影响存在较大的定位误差，不能满足复杂海洋环境下定位隐蔽性目标的需求。针对这一问题，本专利技术对各基站角度及距离观测值信息重组构成组合子集，可有效解决多基地声纳系统的定位问题，改善基线区和侧边区的定位精度，适应水下复杂
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种一种基于组合子集的多基地声纳定位方法，通过高清拍摄和图像处理技术，自动识别出不满足要求的表面质量缺陷，并自动生成缺陷处理辅助决策建议。
2、本申请的实施例是这样实现的：
3、本申请实施例提供一种基于组合子集的多基地声纳定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
4、步骤a，确定基站数目并明确量测信息的类型及数量；
5、步骤b，根据定位几何关系，确定测量值表达式；
6、步骤c，结合各测量子集，构建观测量组合子集；
7、步骤d，对测量值表达式求微分得到误差方程及误差的协方差矩阵；
8、步骤e，融合各子集协方差值，得到组合子集的协方差矩阵，并计算定位误差几何精度因子gdop值，验证其相对于单子集定位优势，完成目标位置估计。
9、在一些可选的实施方案中，步骤a包括如下具体内容：
10、明确定位模型为一发多收的多基地声纳系统，其中包含一个发射站t/r(xt,yt)及多个接收站r1(xr1,yr1),r2(xr2,yr2)...rn(xrn,yrn)，目标位置用s(x,y)表示。
11、在一些可选的实施方案中，步骤b中所述测量值表达式如下：
12、发射站到目标的传播距离rt，目标至各接收站的距离rr1,rr2,...rrn，发射站获得的角度信息θt，接收站获得的角度信息θ1,θ2,...,θn，接收站测得的距离信息ρ1,ρ2,...ρn，由发射站到各接收站的传播距离ρ1＝rt+rr1，ρ2＝rt+rr2...ρn＝rt+rrn。
13、在一些可选的实施方案中，所述步骤c中所述观测量组合子集包括：
14、基于距离信息(ρ1,ρ2,rt)定位表达式为：
15、
16、基于角度信息(θ1,θ2,θt)定位表达式为：
17、
18、基于测量值对(ρ1,θ1,rt,ρ2,θ2,θt)的定位方程为:
19、
20、在一些可选的实施方案中，步骤d包括如下内容：
21、步骤d1，由于实际距离值存在误差，对上述距离信息表达式求微分可得如下误差方程：
22、
23、其中，
24、误差方程改写成矩阵形式dv＝cdx，dv＝[dρ1,dρ2,drt]t，其中dx＝[dx,dy]t，得到目标位置误差：dx＝(ctc)-1ctdv，简化表示为：b＝(ctc)-1ct，定位误差的协方差矩阵表示为：
25、p1dx＝e[dxdxt]＝b{e[dvdvt]}bt；
26、步骤d2，实际角度值也会存在误差，对角度信息表达式求微分可得如下误差方程：
27、
28、其中，
29、上式可用矩阵表示为：dv＝cdx+dxs，其中，dv＝[dθt,dθr]t，dx＝[dx,dy]t，dxs＝[kθ,t,kθ,r]t，
30、可得目标位置误差：dx＝c-1[dv-dxs]，
31、由此可得关于角度定位误差的协方差矩阵p2dx：
32、p2dx＝e[dxdxt]＝c-1(e[dvdvt]+e[dxsdxs])c-t，
33、结合上述距离和角度信息的协方差矩阵，融合两个子集(ρ1,ρ2,rt)和(θ1,θ2,θt)后可得组合协方差矩阵：p＝(p1dx-1+p2dx-1)-1。
34、在一些可选的实施方案中，步骤e中所述定位误差几何精度因子gdop表示为：
35、本申请的有益效果是：本申请提供的一种基于组合子集的多基地声纳定位方法，利用多基地声纳系统定位信息，对测量信息进行融合处理，得到新的组合子集，可充分利用冗余信息，有效降低单一子集定位带来的误差，改善在基线及基站附近存在定位盲区的现象，提升在复杂海洋环境下定位隐蔽性目标的能力，充分发挥多基地声纳系统的定位优势，方法准确性高，容易实现，可快速实现目标定位。
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1.一种基于组合子集的多基地声纳定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于组合子集的多基地声纳定位方法，其特征在于，步骤a包括如下具体内容：
3.根据权利要求2所述的一种基于组合子集的多基地声纳定位方法，其特征在于，步骤b中所述测量值表达式如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于组合子集的多基地声纳定位方法，其特征在于，所述步骤c中所述观测量组合子集包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于组合子集的多基地声纳定位方法，其特征在于，步骤d包括如下内容：
6.根据权利要求5所述的一种基于组合子集的多基地声纳定位方法，其特征在于，步骤e中所述定位误差几何精度因子GDOP表示为：
【技术特征摘要】
1.一种基于组合子集的多基地声纳定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于组合子集的多基地声纳定位方法，其特征在于，步骤a包括如下具体内容：
3.根据权利要求2所述的一种基于组合子集的多基地声纳定位方法，其特征在于，步骤b中所述测量值表达式如下：
4.根据权利要求3所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹宣紫，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：
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