布陣及定位精度仿真

1、布陣及定位精度仿真1.1 陣型及坐標(biāo)系設(shè)球形容器的中心點(diǎn)為直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)，豎直向上為 z 軸的正方向，水平向東為x 軸的正方向，水平向南為y 軸的正方向，如圖1.1 所示。接收陣為三個(gè)陣元的全向水聽器，分別對(duì)應(yīng) A1 、A2、A3。三個(gè)陣元均勻分布在直徑為 1m 的球形容器的上部，陣元的角度分別為 0， 120，240 度，高度可調(diào)。zA2rA1A2R0x航行器y圖 1.1 坐標(biāo)系及布陣示意圖1.2 陣高度 17.4m ，直徑 1m ，測(cè)距誤差0.01m航行器深度與誤差關(guān)系曲線如下圖所示。1）深度等于 16.5m時(shí)，定位誤差達(dá)到0.12m，誤差曲線如圖 1.3 所示，圖 1.3 中的虛線是球

2、形容器的外形；2）深度大于 16.5m時(shí)，即位于陣下方約1m 處，誤差較大，約大于 0.1m；3）深度小于 15.2m時(shí)，定位誤差小于 0.05m。4）深度大于陣的深度時(shí)，算法失效；圖 1.2 航行器深度與誤差關(guān)系曲線圖1.3 航行器深度等于16.5m 時(shí)的定位誤差1.3 陣高度 17.4m ，直徑 1m ，測(cè)距誤差0.005m誤差隨著航行器深度的變化曲線圖如下圖所示：1）航行器深度大于16.8m時(shí)，即位于陣下方約1m 處，誤差大于 0.05m；2）航行器深度小于16.8m時(shí)，定位誤差小于0.05m。圖 1.4 航行器深度與誤差關(guān)系曲線圖1.5 航行器深度等于16.8m 時(shí)的定位誤差1.4 陣

3、高度 17.4m ，直徑 1m ，測(cè)距誤差0.001m圖 1.6 航行器深度與誤差關(guān)系曲線誤差隨著航行器深度的變化曲線圖如下圖所示：1）航行器深度大于17.1m時(shí)，即位于陣下方約 0.3m 處，誤差大于 0.05m；2）航行器深度小于17.1m 時(shí)，定位誤差小于 0.05m。1.5 陣高度 0m ，直徑 1m ，測(cè)距誤差 0.01m圖1.7 陣高 0m，半徑 1m 時(shí)的誤差曲線如圖 1.7 所示，當(dāng)陣高度為 0m 時(shí)，只要航行器深度大于 0m，定位誤差就很大，因?yàn)楹叫衅魃疃却笥陉嚨纳疃葧r(shí)，算法失效。1.6 結(jié)論1. 定位公式只與接收陣的尺寸有關(guān)，與陣的高度無關(guān)；2. 航行器深度大于陣的深度時(shí)，算法失效；3. 設(shè)陣高度為 17.4m，直徑 1m，三個(gè)接收陣元角度分別為 0，120，240 度：a) 測(cè)距誤差為 0.01m 時(shí)，若航行器深度小于 15.2m，則航行器的定位誤差小于 0.05m；b) 測(cè)距誤差為 0.005m 時(shí)，若航行器深度小于 16.8m，則航行器的定位誤差小于 0.