作业模式下的声学联合定位模型导航定位学报，。

假设基准站和船载天线同时跟踪颗卫星，关于卫星的伪距和载波相位双差观测方较多，但刻画的曲线能逼近最真实的声线传播路径，故其跟踪得到的波束终点位臵具有较高的精度。

声学联合定位模型顾及各类观测信息对海底控制点定位过程的贡献，合理准确地描述相互间的函数关系，使得联合卫星和声学观测信息解算海底控制点成为可能。

在水下观测数据质量不高或数量较少的情况下，较之传统多步求解法，本文提出的方法可以得到更高精度的应答器定位结果。

下步研究需要对不同作业模式下的联合定位模型进行细节精化，如引入抗差估计和自适应选权滤波算法，削弱观测粗差和动力学异常的影响，再如各类传感器间的时间配准问题等，避免不必要的精度损失，进步改善联合滤波效果。

参考文献杨元实测声速剖面得到加权平均声速，与观测时延相乘作为逐历元的水下测距观测值，测距误差设为倍的斜距观测值，采用最小乘法进行迭代平差解算。

以声速跟踪结果作为种方案解算结果的对比参考值，将多步求解法结果与声速跟踪结果作差，统计各方向上的绝对差值分量为将联合定位结果与声速跟踪结果作差得到偏差序列，统计序列的标准差，各方向上的值分别为。

分析统计结果数据可知受限于水下实测观测数据质量及数量，较之精度较高的声速跟踪结果，本实验中多步求解法最小乘解算结果并不理想而此时声学联合定位方法相对更具优势，因其函数模型较准确地描述了卫星端至海底应答器的观测过程，通过对基于不同作业模式探讨声学联合定位模型测绘学论文，水位计提供世界协调时，水温压强和深度信息。

声速剖面仪测量了该水域的声速剖面，包括声速水温深度信息。

基于不同作业模式探讨声学联合定位模型测绘学论文。

追加传播时间进行声线跟踪。

精化入射角的实质是精化常数，利用表层入射角可以得到各层的初始入射角，进而得到层内声线传播时间。

已知应答器深度能确定总层数，通过逐层追加的方法求得声线传播总时间。

在历元内可以建立误差方程式中求导表达式中∂的表示声波在水中传播的时间为应答器坐标为通过分层等梯度声线跟踪法计算的传面观测方程替换为式，并联立式，即为该作业模式下声学联合定位观测模型，待估状态参数向量为作业模式近岸海域多应答器布设在上述分析的基础上，海面与岸基基准站进行动态差分定位，水下在各应答器间进行差分定位结合合理规划的测量船航迹，可以直接得到该作业模式下声学联合定位观测方程为约束方程形式与式致。

相应地，此时误差方程待估状态向量具体形式为实验与结果分析基于以上理论推导和实测实验特点，对在深远海域单应答器布设作业模式下，声学联合定位模型效果进行了实验验证与分析。

为得到高精度应答器的绝对位臵，作为与模型定位结果的对比参考量，本文首先对各类实测数原始测量数据包括姿态传感器测量文件观测文件声线基阵观测文件水位计数据声速剖面数据。

其中，姿态测量文件可以用公司配套处理软件，提取出后续处理需要的姿态角等信息。

而观测数据提供了水下定位的水面基准，若其不可靠，将会严重影响应答器定位精度。

本文采用高精度数据处理软件动态定位模块，结合精密星历精密钟差伪码偏差，文件天线改正文件等，对测量船数据进行预处理，得到逐历元的船位坐标。

利用以上数据信息进行分层等梯度声线跟踪，可以得到高精度的应答器坐标。

水位计数据处理。

原始数据包括图声学联合观测过程船体坐标系海面动态定位可以得到全球坐标框架下的天线中心坐标但与海底应答器建立联系的船底收发换能器中心与其并不重合，还需要进行基准转换。

考虑到水位计测量值等在局部坐标系下讨论更为直观，故须引入种船坐标系。

选择船体上点作为坐标系原点通常为与海面相切的船重心，轴指向测量船前进方向，轴垂直于平均海平面向下，轴与轴共平面，指向符合右手坐标系，称此时建立的坐标系为船体水平坐标系，又称船体标准坐标系。

此坐标系建立在测量船理想航行状态的基础上，认为坐标轴指向恒不变。

然而受风浪等海洋环境影响，测量船在航行过程中时刻发生着姿态或航了探讨，但是模型建立尚存在许多可扩展的细节。

针对目前研究的不足，本文细化在近海深远海域，单应答器多应答器等不同实验条件下，对应的声学联合定位模型，以期为相关研究提供参考。

声学联合定位原理海面及水下观测过程随着全球化发展进程的加快，卫星定位技术正逐渐融入海洋测绘领域的诸多重要环节。

虽然海面利用电磁波测量简便且可靠，但其在水下的传播会出现严重衰减，无法支撑正常的测量工作因此，目前水下基本依靠声脉冲信号进行目标测距。

基于此思想，各国开始尝试结合定位技术和声学定位技术，建立海底控制点，其观测过程如图所示。

作为整个观测过程的枢纽，测合定位技术和声学定位技术，建立海底控制点，其观测过程如图所示。

作为整个观测过程的枢纽，测量船需要提前规划好航行轨迹，相较于浮标或早期实验船的漂浮策略，可以在避免过多冗余数据的同时，保证良好的观测空间几何结构，削弱声学测距误差。

测量船搭载天线进行实时动态观测，若在近岸海域，通常需再设立岸基基准站进行同步观测。

此外，船上还需搭载定向罗经姿态测量盐温深测量等传感器。

若采用最常用的长基线水声定位方法，则船体底部应安臵单探头收发换能器装臵，与海底应答器进行声脉冲信号传输。

通过采集观测信息姿态观测信息声速剖面观测信息水位计观测信息声学观。

然而受风浪等海洋环境影响，测量船在航行过程中时刻发生着姿态或航向的变化，因此需要建立更符合实际运动状态的坐标系。

约定坐标系原点不变，轴指向船艏，轴指向右舷坐标轴，轴垂直于船体向下，此时的局部坐标系即为船体坐标系。

由于船体坐标系在航行过程中跟随船体姿态实时变化，故姿态变化是在船体坐标系下而不是船体水平坐标系下进行讨论的事实上，测量船进行作业之前，需要进行各传感器测量中心的相对位移标定，按照定义，标定值所属坐标系也应为船体坐标系。

海面基准转换声学联合定位模型将海面观测与水下声学观测联合求解。

为了建立天线中心坐标与海底应答器坐标之间的联动态定位模块，结合精密星历精密钟差伪码偏差，文件天线改正文件等，对测量船数据进行预处理，得到逐历元的船位坐标。

利用以上数据信息进行分层等梯度声线跟踪，可以得到高精度的应答器坐标。

水位计数据处理。

原始数据包括船载基阵处的深度数据和海底应答器处的深度数据，基阵深度和应答器深度的计算公式为式中下标分别表示换能器基阵和应答器处的水位计为深度测量值分别为换能器基阵和应答器与各自水位计间的标定距离差。

由于水位计采样周期为，而声学基阵采样周基于不同作业模式探讨声学联合定位模型测绘学论文船需要提前规划好航行轨迹，相较于浮标或早期实验船的漂浮策略，可以在避免过多冗余数据的同时，保证良好的观测空间几何结构，削弱声学测距误差。

测量船搭载天线进行实时动态观测，若在近岸海域，通常需再设立岸基基准站进行同步观测。

此外，船上还需搭载定向罗经姿态测量盐温深测量等传感器。

若采用最常用的长基线水声定位方法，则船体底部应安臵单探头收发换能器装臵，与海底应答器进行声脉冲信号传输。

通过采集观测信息姿态观测信息声速剖面观测信息水位计观测信息声学观测信息等，实现海面基准传递至海底控制点。

基于不同作业模式探讨声学联合定位模型测绘学论文矩阵和观测值权矩阵为预报参数权矩阵为约束后的状态向量协方差矩阵为式中的约束系数矩阵为式中的约束观测量向量。

事实上，的求解公式和式的标准卡尔曼滤波求解公式形式相同。

由以上分析可知，在深远海域对海底单应答器进行定位时，声学联合定位模型的状态向量具体形式应为式中为船载天线中心坐标改正数为接收机钟差改正数为对流层延迟湿分量改正数分别为横摇角纵摇角航向角改正数为应答器坐标改正数为可用卫星数为模糊度改正数。

已有研究对声学联合定位的基础理论进行与分析。

为得到高精度应答器的绝对位臵，作为与模型定位结果的对比参考量，本文首先对各类实测数据进行预处理，并利用分层等梯度声速跟踪得到声线波束脚印坐标。

波束脚印位臵计算本文采用的实测数据来自胶州湾口海域实验的后处理结果。

实验的日期为，测量船搭载全球定位系统天线声速剖面仪电罗经加拿大公司的定位定姿系统等传感器，测量船在该海域进行了时长约为的海上观测，如图所示。

测区水深约。

水下布设了个应答器，利用安装在船底的声学基阵，对应答器进行标定。

基阵与姿态传感器姿态传感器与天线测量船重心与姿态传感器之间的相对位臵关系已精确测定。

船载信息等，实现海面基准传递至海底控制点。

基于不同作业模式探讨声学联合定位模型测绘学论文。

将式线性化后，可以得到相应的误差方程为式中分别为伪距载波相位和声学测距观测量在误差方程中对应的残差项系数矩阵和自由项为待估参数向量。

为更真实地刻画联合定位函数关系，须对观测信息进行统处理，可以将种姿态角作为参数参与解算。

对于以上动态融合定位过程，顾及约束方程，可以采用约束卡尔曼滤波进行参数估计求解。

历元具体求解过程为式中分别为未经约束和约束后的状态向量为预报状态向量，由上历元约束后的状态向量递推得到分别为误差方程中的系数矩阵观测，就需要在同个函数模型中对海面基准转换进行准确描述。

已有研究对声学联合定位的基础理论进行了探讨，但是模型建立尚存在许多可扩展的细节。

针对目前研究的不足，本文细化在近海深远海域，单应答器多应答器等不同实验条件下，对应的声学联合定位模型，以期为相关研究提供参考。

声学联合定位原理海面及水下观测过程随着全球化发展进程的加快，卫星定位技术正逐渐融入海洋测绘领域的诸多重要环节。

虽然海面利用电磁波测量简便且可靠，但其在水下的传播会出现严重衰减，无法