Page 78 - 应用声学2019年第5期

第 38 卷 第 5 期 Vol. 38, No. 5
2019 年 9 月 Journal of Applied Acoustics September, 2019

⋄ 研究报告 ⋄

深度约束下的声速估算 ∗

孟庆波 † 王振杰

(中国石油大学 (华东) 地球科学与技术学院 青岛 266580)

摘要 高精度的声速剖面数据是提高水下定位精度的关键。在无法精确获得声速剖面数据的情况下, 该文提
出了一种基于深度约束，同时根据浮标与水下目标的空间几何距离进行有效声速估算的方法。通过仿真模拟，
将该文提出的方法与加权平均声速法、泰勒级数展开法和等效声速剖面法的定位结果进行对比分析。结果表
明，新方法不需要依靠声速剖面数据，通过深度约束可有效地估算出声速值，其定位精度与等效声速结果相当，
极大地提高了无声速剖面数据下的水下定位精度。
关键词 水下定位，深度约束，声速估算，几何距离
中图法分类号: P733.21 文献标识码: A 文章编号: 1000-310X(2019)05-0830-07
DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2019.05.011

Sound speed estimation method based on depth constraint

MENG Qingbo WANG Zhenjie

(Shcool of Geosciences, China University of Petroleum, Qingdao 266580, China)

Abstract High precision sound speed profile data is the key to improving the accuracy of underwater posi-
tioning. In this article, an effective sound speed estimation method based on the depth constraint is proposed
when sound speed data profile cannot be obtained. Through experiments, the proposed method is compared to
the weighted average sound speed method, Taylor series expansion method and equivalent sound speed profile
method. The result reveals that the new method does not need the sound speed profile data, and the sound
speed can be effectively estimated. The positioning’s accuracy is equal to the result of equivalent sound speed
profile method, what means this method can improve the underwater positioning accuracy effectively without
sound speed profile data.
Key words Underwater positioning, Depth constraint, Sound speed estimation, Geometric distance

2018-11-28 收稿; 2019-01-03 定稿
国家重点项目研发计划项目 (2016YFB0501700, 2016YFB0501705)，国家自然科学基金项目 (41374008)
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作者简介: 孟庆波 (1994- ), 男, 山东聊城人, 硕士研究生, 研究方向: 水下导航与定位。
† 通讯作者 E-mail: 630762359@qq.com