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超短基線定位系統(tǒng)

在幽深的海底，要想知道潛水器所在位置并不容易，因?yàn)闊o(wú)線電波在水中的快速衰減使GPS的定位手段無(wú)計(jì)可施。聲波是有效的水下遠(yuǎn)距離傳播的信息載體。聲學(xué)定位系統(tǒng)分為長(zhǎng)基線、短基線和超短基線三類(lèi)。超短基線的接收傳感器就類(lèi)似于人類(lèi)的耳朵，兩耳之間的距離就相當(dāng)于基線。長(zhǎng)基線系統(tǒng)的信標(biāo)之間相距幾公里到幾十公里，基線越長(zhǎng)，精度越高。但潛水器進(jìn)行水下作業(yè)時(shí)，需要在海底布陣，復(fù)雜且受限。

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USBL（超短基線定位系統(tǒng)）是一種水下定位技術(shù)，被普遍應(yīng)用于海洋石油勘探開(kāi)發(fā)、海洋打撈等海洋生產(chǎn)開(kāi)發(fā)方面，主要用于確定ROV、AUV、潛水員、水下其他載體的水下位置。

超短基線定位系統(tǒng)由發(fā)射換能器、應(yīng)答器、接收基陣組成。發(fā)射換能器和接收基陣安裝在船上，應(yīng)答器固定在水下的載體上。發(fā)射換能器發(fā)出一個(gè)聲脈沖，應(yīng)答器收到后，回發(fā)聲脈沖，接收基陣收到后，測(cè)量出X、Y兩個(gè)方向的相位差，并根據(jù)聲波的到達(dá)時(shí)間計(jì)算出水下裝置到基陣的距離R，從而計(jì)算得到水下探測(cè)器在平面坐標(biāo)上的位置和水下探測(cè)器的深度。

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超短基線定位系統(tǒng)工作原理

超短基線定位系統(tǒng)工作原理就是在水下被定位的目標(biāo)上，安裝聲信標(biāo)，水上的船體安裝超短基線基陣，聲信標(biāo)發(fā)出聲信號(hào)，超短基線系統(tǒng)接收到信號(hào)后測(cè)算出目標(biāo)的方位及距離。以“蛟龍”號(hào)為例，當(dāng)其身處海底時(shí)，在水下每8秒向母船發(fā)出一次聲學(xué)信號(hào)，信號(hào)到達(dá)母船上的超短基線定位系統(tǒng)各接收傳感器時(shí)會(huì)有先后順序。利用這種時(shí)延差，超短基線系統(tǒng)就能計(jì)算出“蛟龍”號(hào)的具體位置、所處的深度以及與母船的距離。

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聲學(xué)定位系統(tǒng)

聲學(xué)定位系統(tǒng)是在19世紀(jì)60年代被開(kāi)發(fā)出來(lái)用于支持水下調(diào)查研究的。它能夠在有限區(qū)域內(nèi)提供非常準(zhǔn)確的位置信息。在潛水員水下作業(yè)、海洋探測(cè)等工作中扮演著重要的角色。在聲學(xué)定位系統(tǒng)中，有3種主要的技術(shù)：長(zhǎng)基線定位（LBL），短基線定位（SBL），和超短基線定位（SSBL/USBL）。

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