第六章-聲學(xué)定位及綜合導(dǎo)航課件

Chapter6

水聲定位及綜合導(dǎo)航

AcousticPositioningandSyntheticNavigation趙建虎Chapter6

水聲定位及綜合導(dǎo)航

Acousti1本章內(nèi)容概述長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)短基線定位系統(tǒng)超短基線定位系統(tǒng)Doppler聲納其他定位系統(tǒng)參考文獻(xiàn)本章重點(diǎn)本章內(nèi)容概述§6.1概述 水聲定位系統(tǒng)主要用于測(cè)量水下或水面運(yùn)載工具（如潛艇、船只等）位置的一種定位系統(tǒng)，對(duì)于軍事和民用均具有很重要的應(yīng)用價(jià)值，主要應(yīng)用于如下幾個(gè)方面：側(cè)掃聲納拖魚位置的確定。 拖魚位置的傳統(tǒng)確定方法是通過(guò)船位、拖線長(zhǎng)度和概略方位通過(guò)推算獲得的，其地貌圖像位置精度很差。若利用超短基線系統(tǒng)為拖魚定位，則可以對(duì)其地貌圖像實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確配準(zhǔn)，用于水下地貌的準(zhǔn)確反映以及目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)和定位。§6.1概述 水聲定位系統(tǒng)主要用于測(cè)量水下或水面運(yùn)載工具3

為水下機(jī)器人定位（AUVROV） 現(xiàn)代水下勘查或水下目標(biāo)發(fā)現(xiàn)識(shí)別和定位需要 將一系列掃測(cè)設(shè)備（水下相機(jī)、多波束、側(cè)掃 聲納等）固定在水下載體上，即AUV或ROV， 若AUV沒(méi)有精確的瞬時(shí)精度，掃測(cè)成果的精度 將難以保證。為水下機(jī)器人定位（AUVROV）4為水面上或水體中目標(biāo)定位。 若潛艇、水面船只上安裝該設(shè)備，則可以為特殊地區(qū)(無(wú)法或不能進(jìn)行GPS定位)情況下運(yùn)動(dòng)載體進(jìn)行定位。開(kāi)發(fā)出高精度定位的水下DGPS系統(tǒng)，建立水下立體高精度定位系統(tǒng)，解決深拖、ROV(RemotelyOperatedVehicle)、深海載人潛器以及各種取樣器和特殊水下工程的水下高精度定位問(wèn)題。為水面上或水體中目標(biāo)定位。5

水下聲學(xué)定位目前常采用的系統(tǒng)主要有：長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)短基線定位系統(tǒng)超短基線定位系統(tǒng)

在實(shí)際應(yīng)用中，由于單一定位系統(tǒng)的缺陷，需要將幾個(gè)系統(tǒng)聯(lián)合起來(lái)，保證定位或?qū)Ш浇Y(jié)果的正確性，即組合導(dǎo)航 水下聲學(xué)定位目前常采用的系統(tǒng)主要有：6§6.2長(zhǎng)基線聲學(xué)定位系統(tǒng)通常在海底布設(shè)3個(gè)以上的應(yīng)答器Ti，以一定的圖形組成海底基陣，如三角性或四邊形?；€長(zhǎng)度按照作業(yè)區(qū)域確定。運(yùn)載工具位于基陣內(nèi)，測(cè)量到Ti的距離而確定點(diǎn)位。長(zhǎng)基線的定位精度比較高，一般可達(dá)到5m~20m，最大測(cè)程為5km，定位方式有兩種：?jiǎn)蜗驕y(cè)距：此時(shí)Ti為聲標(biāo)，它以一定的重復(fù)頻率 發(fā)射聲脈沖。雙向定位：此時(shí)Ti為應(yīng)答器，僅在被其他聲源詢問(wèn) 時(shí)才發(fā)射聲信號(hào)?！?.2長(zhǎng)基線聲學(xué)定位系統(tǒng)通常在海底布設(shè)3個(gè)以上的應(yīng)答器7`zpxyoT1T2T3T4設(shè)應(yīng)答器Ti和待定點(diǎn)P在空間坐標(biāo)系下的位置分別為：其觀測(cè)距離i可描述為：當(dāng)i>3時(shí)，存在多余觀測(cè)，線形化上式，可獲得點(diǎn)位的最小二乘解。`zpxyoT1T2T3T4設(shè)應(yīng)答器Ti和待定點(diǎn)P在空間坐標(biāo)8長(zhǎng)基線定位：船載換能器水下聲標(biāo)長(zhǎng)基線定位：船載換能器水下聲標(biāo)9用T1、T2、T3三點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算距離s1、s2、s3。計(jì)算角度ai=3時(shí)，采用直接解法。ay’x’op’T3(s2cosa,s2sina,0)T2(s3,0,0)yp’xp’s3s2s1T1用T1、T2、T3三點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算距離s1、s2、s310ay’x’op’T3(s2cosa,s2sina,0)T2(s3,0,0)yp’xp’s3s2s1T1計(jì)算待求點(diǎn)在局部坐標(biāo)系下的坐標(biāo)（x’p、y’p、z’p）ay’x’op’T3(s2cosa,s2sina,0)T211計(jì)算旋轉(zhuǎn)距陣計(jì)算旋轉(zhuǎn)距陣12計(jì)算待求點(diǎn)在統(tǒng)一坐標(biāo)系下的坐標(biāo)計(jì)算待求點(diǎn)在統(tǒng)一坐標(biāo)系下的坐標(biāo)13第六章——聲學(xué)定位及綜合導(dǎo)航課件14 短基線聲學(xué)定位系統(tǒng)只需要一個(gè)水下聲學(xué)信標(biāo)和安裝在船上的一組（3個(gè)或更多）轉(zhuǎn)發(fā)換能器。短基線有三種定位方式：聲信標(biāo)工作方式應(yīng)答器工作方式響應(yīng)器工作方式§6.3短基線聲學(xué)定位： 短基線聲學(xué)定位系統(tǒng)只需要一個(gè)水下聲學(xué)信標(biāo)和安裝在船15短基線定位系統(tǒng)：換能器基線水聽(tīng)器

水聲應(yīng)聲器

短基線定位系統(tǒng)：換能器基線水聽(tīng)器水聲應(yīng)聲器16測(cè)量T到H1和H2的時(shí)間差為t1=t1-t2，測(cè)量T到H2和H3的時(shí)間差為t2=t2-t3則產(chǎn)生的距離差為vt1和vt2

，則相應(yīng)的角度x、y和z為：xH1H2T△R=vtxbxzxyzxyzTPR聲信標(biāo)工作方式（測(cè)時(shí)差/相差定位方式）測(cè)量T到H1和H2的時(shí)間差為t1=t1-t2，測(cè)量T到H217xyzxyzTPR則聲標(biāo)T相對(duì)船位的坐標(biāo)x、y為：xyzxyzTPR則聲標(biāo)T相對(duì)船位的坐標(biāo)x、y為：18該系統(tǒng)通常用于深海采礦和鉆井工程動(dòng)態(tài)定位，聲標(biāo)常設(shè)置在井口上方，因此，水平位移較小x和y接近為90,而z接近為0,則有：該系統(tǒng)通常用于深海采礦和鉆井工程動(dòng)態(tài)定位，聲標(biāo)常設(shè)置在井口上19聲標(biāo)相對(duì)船位P在高斯投影面上的增量△X和△Y為：PT△t△xxyxXYHx船位P的高斯坐標(biāo)為：聲標(biāo)相對(duì)船位P在高斯投影面上的增量△X和△Y為：PT△t△x20應(yīng)答器工作方式（距離——距離）該工作方式是把設(shè)置在海底的聲信標(biāo)改換為換能器。此外，作業(yè)船只上要增加主動(dòng)詢問(wèn)應(yīng)答器系統(tǒng)和更加復(fù)雜的處理回答信號(hào)的設(shè)備，這樣可測(cè)量出船只至應(yīng)答器的距離R和方位，并確定船位。TH1H2H3應(yīng)答器工作方式（距離——距離）該工作方式是把設(shè)置在海底的聲信21使用應(yīng)答器的主要優(yōu)點(diǎn)在于：可測(cè)量出傳播路徑的絕對(duì)時(shí)間，因此應(yīng)答器的三維空間坐標(biāo)，在沒(méi)有任何簡(jiǎn)化和假設(shè)的情況下，就能獲得，從而使系統(tǒng)的作用范圍可以大大的擴(kuò)大。在多個(gè)參考源工作時(shí)，按順序進(jìn)行詢問(wèn)，便于控制。應(yīng)答器未被詢問(wèn)時(shí)，不發(fā)射，可節(jié)能。便于回收應(yīng)答器TH1H2H3使用應(yīng)答器的主要優(yōu)點(diǎn)在于：TH1H2H322響應(yīng)器工作方式響應(yīng)器是通過(guò)電纜與測(cè)量船相連接的。響應(yīng)器的發(fā)射是由測(cè)量船控制的。觸發(fā)一次，測(cè)量一次。響應(yīng)器的工作方式與應(yīng)答器的工作方式基本相同。不同之處在于詢問(wèn)應(yīng)答是聲路徑，而響應(yīng)應(yīng)答是電路徑，因而計(jì)算作業(yè)船到響應(yīng)器的距離僅使用單程傳播時(shí)間。與應(yīng)答器的工作方式相比，該方法的電路徑詢問(wèn)干擾小，可靠性好；缺點(diǎn)在于需要電纜連接。響應(yīng)器工作方式響應(yīng)器是通過(guò)電纜與測(cè)量船相連接的。響應(yīng)器的發(fā)射23相對(duì)長(zhǎng)基線聲學(xué)定位系統(tǒng)，短基線聲學(xué)定位系統(tǒng)的定位精度要低得多，主要因?yàn)椋喝齻€(gè)聽(tīng)聲器Hi靠的非常近，定位圖形的幾何強(qiáng)度比較差；作為測(cè)量平臺(tái)——船只，受風(fēng)浪等因素影響，易造成測(cè)量誤差；測(cè)量3條斜邊受到相同噪聲場(chǎng)的影響，系統(tǒng)誤差較大。相對(duì)長(zhǎng)基線聲學(xué)定位系統(tǒng)，短基線聲學(xué)定位系統(tǒng)的定24§6.4超短基線聲學(xué)定位： 超短基線系統(tǒng)與短基線系統(tǒng)的區(qū)別僅在于，船底的水聽(tīng)器陣以彼此很短的距離（小于半個(gè)波長(zhǎng)，僅幾厘米）按直角等邊三角形布設(shè)，裝在一個(gè)很小的殼體內(nèi)。因而，相對(duì)短基線，超短基線系統(tǒng)可以安裝在較小的船上。

§6.4超短基線聲學(xué)定位： 超短基線系統(tǒng)與短基線系統(tǒng)的25用脈沖聲波測(cè)時(shí)法測(cè)量T到H2的距離，用比相技術(shù)測(cè)量到達(dá)H1、H3、H4和H2相位差x，y、z,則船位P到應(yīng)答器T的方向余弦為：H1H3xyH2TzH4用脈沖聲波測(cè)時(shí)法測(cè)量T到H2的距離，用比相技術(shù)26則應(yīng)答器T相對(duì)船位P的坐標(biāo)x、y、z為：H1H3xyH2TzH4則應(yīng)答器T相對(duì)船位P的坐標(biāo)x、y、z為：H1H3xyH2Tz27§6.5Doppler聲納v類似于衛(wèi)星Doppler測(cè)量，船上的聲波發(fā)射器傾斜著向海底發(fā)射頻率為fT聲波，經(jīng)反射得到聲波頻率為fR，設(shè)船速為v1，則fR為：則船速為v1為：§6.5Doppler聲納v類似于衛(wèi)星Doppler測(cè)28vDoppler與fT成正比，為獲得足夠高的頻移測(cè)量分辨率，fT需采用100Hz或更高的頻率的聲波。聲波衰減與頻率成正比，頻率越高，衰減越厲害，傳播距離越短，因而該系統(tǒng)僅適用于幾百米水深的海域中。vDoppler與fT成正比，為獲得足夠高29§6.6其它聲學(xué)定位系統(tǒng)被動(dòng)Doppler定位系統(tǒng) 這種系統(tǒng)在海底埋沒(méi)三個(gè)信號(hào)標(biāo)，每一個(gè)信號(hào)標(biāo)發(fā)射不同頻率的連續(xù)波，船只移動(dòng)時(shí)，由信號(hào)標(biāo)來(lái)的信號(hào)產(chǎn)生了多普勒頻移，積分多普勒頻移就能獲得船的位移，從而獲得相對(duì)定位。這種系統(tǒng)可以分米級(jí)的相對(duì)定位精度。其缺點(diǎn)時(shí)連續(xù)發(fā)射的信號(hào)壽命短，接受裝置復(fù)雜以及需要船的出始位置?！?.6其它聲學(xué)定位系統(tǒng)被動(dòng)Doppler定位系統(tǒng)30脈沖—多普勒系統(tǒng)這種系統(tǒng)把長(zhǎng)基線系統(tǒng)和被動(dòng)多普勒定位系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，海底埋沒(méi)的信號(hào)標(biāo)能夠發(fā)射連續(xù)脈沖波信號(hào)，船的初始位置用距離空間交會(huì)確定，距離是通過(guò)測(cè)量脈沖信號(hào)的時(shí)間延遲獲得。在兩次信號(hào)脈沖之間，船移動(dòng)的相對(duì)位置是用被動(dòng)多普勒定位方式確定。

這種定位方式可以獲得很高的定位精度。缺點(diǎn)仍然是信號(hào)壽命短，接受裝置復(fù)雜。脈沖—多普勒系統(tǒng)31聲波雙曲線定位系統(tǒng) 類似于雙曲線定位系統(tǒng)，在海底埋沒(méi)3對(duì)獨(dú)立的信號(hào)標(biāo)，船上分別測(cè)量它們所發(fā)射信號(hào)的時(shí)間差，確定以一對(duì)信號(hào)標(biāo)位焦點(diǎn)的雙曲面。3個(gè)雙曲面就能確定一點(diǎn)的空間位置。如果定位點(diǎn)在海面上，根據(jù)已知的海面形態(tài)，兩個(gè)這樣的雙曲面就足夠了。 這種系統(tǒng)仍然由上面系統(tǒng)的缺點(diǎn)。因此，所有這些系統(tǒng)沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。

聲波雙曲線定位系統(tǒng)32參考文獻(xiàn)《海洋測(cè)繪》徐德寶等，2000《海洋測(cè)繪》天津，海軍測(cè)繪研究所《測(cè)繪學(xué)概論》，寧津生等，2004第四版《海道測(cè)量學(xué)》，葉久長(zhǎng)，劉家偉編著，海潮 出版社， 1993，北京參考文獻(xiàn)《海洋測(cè)繪》徐德寶等，200033本章重點(diǎn)及需要掌握的內(nèi)容概述（掌握） 水下聲學(xué)定位的意義，目前常采用那幾種定位系統(tǒng)？長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)（重點(diǎn)掌握） 工作原理，使用范圍短基線定位系統(tǒng)（重點(diǎn)掌握） 工作原理，使用范圍超短基線定位系統(tǒng)（重點(diǎn)掌握） 工作原理，使用范圍Doppler聲納（了解） 工作原理其他定位系統(tǒng)（了解） 工作原理本章重點(diǎn)及需要掌握的內(nèi)容概述（掌握）34謝謝謝35Chapter6

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Acousti36本章內(nèi)容概述長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)短基線定位系統(tǒng)超短基線定位系統(tǒng)Doppler聲納其他定位系統(tǒng)參考文獻(xiàn)本章重點(diǎn)本章內(nèi)容概述§6.1概述 水聲定位系統(tǒng)主要用于測(cè)量水下或水面運(yùn)載工具（如潛艇、船只等）位置的一種定位系統(tǒng)，對(duì)于軍事和民用均具有很重要的應(yīng)用價(jià)值，主要應(yīng)用于如下幾個(gè)方面：側(cè)掃聲納拖魚位置的確定。 拖魚位置的傳統(tǒng)確定方法是通過(guò)船位、拖線長(zhǎng)度和概略方位通過(guò)推算獲得的，其地貌圖像位置精度很差。若利用超短基線系統(tǒng)為拖魚定位，則可以對(duì)其地貌圖像實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確配準(zhǔn)，用于水下地貌的準(zhǔn)確反映以及目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)和定位?！?.1概述 水聲定位系統(tǒng)主要用于測(cè)量水下或水面運(yùn)載工具38

為水下機(jī)器人定位（AUVROV） 現(xiàn)代水下勘查或水下目標(biāo)發(fā)現(xiàn)識(shí)別和定位需要 將一系列掃測(cè)設(shè)備（水下相機(jī)、多波束、側(cè)掃 聲納等）固定在水下載體上，即AUV或ROV， 若AUV沒(méi)有精確的瞬時(shí)精度，掃測(cè)成果的精度 將難以保證。為水下機(jī)器人定位（AUVROV）39為水面上或水體中目標(biāo)定位。 若潛艇、水面船只上安裝該設(shè)備，則可以為特殊地區(qū)(無(wú)法或不能進(jìn)行GPS定位)情況下運(yùn)動(dòng)載體進(jìn)行定位。開(kāi)發(fā)出高精度定位的水下DGPS系統(tǒng)，建立水下立體高精度定位系統(tǒng)，解決深拖、ROV(RemotelyOperatedVehicle)、深海載人潛器以及各種取樣器和特殊水下工程的水下高精度定位問(wèn)題。為水面上或水體中目標(biāo)定位。40

水下聲學(xué)定位目前常采用的系統(tǒng)主要有：長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)短基線定位系統(tǒng)超短基線定位系統(tǒng)

在實(shí)際應(yīng)用中，由于單一定位系統(tǒng)的缺陷，需要將幾個(gè)系統(tǒng)聯(lián)合起來(lái)，保證定位或?qū)Ш浇Y(jié)果的正確性，即組合導(dǎo)航 水下聲學(xué)定位目前常采用的系統(tǒng)主要有：41§6.2長(zhǎng)基線聲學(xué)定位系統(tǒng)通常在海底布設(shè)3個(gè)以上的應(yīng)答器Ti，以一定的圖形組成海底基陣，如三角性或四邊形。基線長(zhǎng)度按照作業(yè)區(qū)域確定。運(yùn)載工具位于基陣內(nèi)，測(cè)量到Ti的距離而確定點(diǎn)位。長(zhǎng)基線的定位精度比較高，一般可達(dá)到5m~20m，最大測(cè)程為5km，定位方式有兩種：?jiǎn)蜗驕y(cè)距：此時(shí)Ti為聲標(biāo)，它以一定的重復(fù)頻率 發(fā)射聲脈沖。雙向定位：此時(shí)Ti為應(yīng)答器，僅在被其他聲源詢問(wèn) 時(shí)才發(fā)射聲信號(hào)?！?.2長(zhǎng)基線聲學(xué)定位系統(tǒng)通常在海底布設(shè)3個(gè)以上的應(yīng)答器42`zpxyoT1T2T3T4設(shè)應(yīng)答器Ti和待定點(diǎn)P在空間坐標(biāo)系下的位置分別為：其觀測(cè)距離i可描述為：當(dāng)i>3時(shí)，存在多余觀測(cè)，線形化上式，可獲得點(diǎn)位的最小二乘解。`zpxyoT1T2T3T4設(shè)應(yīng)答器Ti和待定點(diǎn)P在空間坐標(biāo)43長(zhǎng)基線定位：船載換能器水下聲標(biāo)長(zhǎng)基線定位：船載換能器水下聲標(biāo)44用T1、T2、T3三點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算距離s1、s2、s3。計(jì)算角度ai=3時(shí)，采用直接解法。ay’x’op’T3(s2cosa,s2sina,0)T2(s3,0,0)yp’xp’s3s2s1T1用T1、T2、T3三點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算距離s1、s2、s345ay’x’op’T3(s2cosa,s2sina,0)T2(s3,0,0)yp’xp’s3s2s1T1計(jì)算待求點(diǎn)在局部坐標(biāo)系下的坐標(biāo)（x’p、y’p、z’p）ay’x’op’T3(s2cosa,s2sina,0)T246計(jì)算旋轉(zhuǎn)距陣計(jì)算旋轉(zhuǎn)距陣47計(jì)算待求點(diǎn)在統(tǒng)一坐標(biāo)系下的坐標(biāo)計(jì)算待求點(diǎn)在統(tǒng)一坐標(biāo)系下的坐標(biāo)48第六章——聲學(xué)定位及綜合導(dǎo)航課件49 短基線聲學(xué)定位系統(tǒng)只需要一個(gè)水下聲學(xué)信標(biāo)和安裝在船上的一組（3個(gè)或更多）轉(zhuǎn)發(fā)換能器。短基線有三種定位方式：聲信標(biāo)工作方式應(yīng)答器工作方式響應(yīng)器工作方式§6.3短基線聲學(xué)定位： 短基線聲學(xué)定位系統(tǒng)只需要一個(gè)水下聲學(xué)信標(biāo)和安裝在船50短基線定位系統(tǒng)：換能器基線水聽(tīng)器

水聲應(yīng)聲器

短基線定位系統(tǒng)：換能器基線水聽(tīng)器水聲應(yīng)聲器51測(cè)量T到H1和H2的時(shí)間差為t1=t1-t2，測(cè)量T到H2和H3的時(shí)間差為t2=t2-t3則產(chǎn)生的距離差為vt1和vt2

，則相應(yīng)的角度x、y和z為：xH1H2T△R=vtxbxzxyzxyzTPR聲信標(biāo)工作方式（測(cè)時(shí)差/相差定位方式）測(cè)量T到H1和H2的時(shí)間差為t1=t1-t2，測(cè)量T到H252xyzxyzTPR則聲標(biāo)T相對(duì)船位的坐標(biāo)x、y為：xyzxyzTPR則聲標(biāo)T相對(duì)船位的坐標(biāo)x、y為：53該系統(tǒng)通常用于深海采礦和鉆井工程動(dòng)態(tài)定位，聲標(biāo)常設(shè)置在井口上方，因此，水平位移較小x和y接近為90,而z接近為0,則有：該系統(tǒng)通常用于深海采礦和鉆井工程動(dòng)態(tài)定位，聲標(biāo)常設(shè)置在井口上54聲標(biāo)相對(duì)船位P在高斯投影面上的增量△X和△Y為：PT△t△xxyxXYHx船位P的高斯坐標(biāo)為：聲標(biāo)相對(duì)船位P在高斯投影面上的增量△X和△Y為：PT△t△x55應(yīng)答器工作方式（距離——距離）該工作方式是把設(shè)置在海底的聲信標(biāo)改換為換能器。此外，作業(yè)船只上要增加主動(dòng)詢問(wèn)應(yīng)答器系統(tǒng)和更加復(fù)雜的處理回答信號(hào)的設(shè)備，這樣可測(cè)量出船只至應(yīng)答器的距離R和方位，并確定船位。TH1H2H3應(yīng)答器工作方式（距離——距離）該工作方式是把設(shè)置在海底的聲信56使用應(yīng)答器的主要優(yōu)點(diǎn)在于：可測(cè)量出傳播路徑的絕對(duì)時(shí)間，因此應(yīng)答器的三維空間坐標(biāo)，在沒(méi)有任何簡(jiǎn)化和假設(shè)的情況下，就能獲得，從而使系統(tǒng)的作用范圍可以大大的擴(kuò)大。在多個(gè)參考源工作時(shí)，按順序進(jìn)行詢問(wèn)，便于控制。應(yīng)答器未被詢問(wèn)時(shí)，不發(fā)射，可節(jié)能。便于回收應(yīng)答器TH1H2H3使用應(yīng)答器的主要優(yōu)點(diǎn)在于：TH1H2H357響應(yīng)器工作方式響應(yīng)器是通過(guò)電纜與測(cè)量船相連接的。響應(yīng)器的發(fā)射是由測(cè)量船控制的。觸發(fā)一次，測(cè)量一次。響應(yīng)器的工作方式與應(yīng)答器的工作方式基本相同。不同之處在于詢問(wèn)應(yīng)答是聲路徑，而響應(yīng)應(yīng)答是電路徑，因而計(jì)算作業(yè)船到響應(yīng)器的距離僅使用單程傳播時(shí)間。與應(yīng)答器的工作方式相比，該方法的電路徑詢問(wèn)干擾小，可靠性好；缺點(diǎn)在于需要電纜連接。響應(yīng)器工作方式響應(yīng)器是通過(guò)電纜與測(cè)量船相連接的。響應(yīng)器的發(fā)射58相對(duì)長(zhǎng)基線聲學(xué)定位系統(tǒng)，短基線聲學(xué)定位系統(tǒng)的定位精度要低得多，主要因?yàn)椋喝齻€(gè)聽(tīng)聲器Hi靠的非常近，定位圖形的幾何強(qiáng)度比較差；作為測(cè)量平臺(tái)——船只，受風(fēng)浪等因素影響，易造成測(cè)量誤差；測(cè)量3條斜邊受到相同噪聲場(chǎng)的影響，系統(tǒng)誤差較大。相對(duì)長(zhǎng)基線聲學(xué)定位系統(tǒng)，短基線聲學(xué)定位系統(tǒng)的定59§6.4超短基線聲學(xué)定位： 超短基線系統(tǒng)與短基線系統(tǒng)的區(qū)別僅在于，船底的水聽(tīng)器陣以彼此很短的距離（小于半個(gè)波長(zhǎng)，僅幾厘米）按直角等邊三角形布設(shè)，裝在一個(gè)很小的殼體內(nèi)。因而，相對(duì)短基線，超短基線系統(tǒng)可以安裝在較小的船上。

§6.4超短基線聲學(xué)定位： 超短基線系統(tǒng)與短基線系統(tǒng)的60用脈沖聲波測(cè)時(shí)法測(cè)量T到H2的距離，用比相技術(shù)測(cè)量到達(dá)H1、H3、H4和H2相位差x，y、z,則船位P到應(yīng)答器T的方向余弦為：H1H3xyH2TzH4用脈沖聲波測(cè)時(shí)法測(cè)量T到H2的距離，用比相技術(shù)61則應(yīng)答器T相對(duì)船位P的坐標(biāo)x、y、z為：H1H3xyH2TzH4則應(yīng)答器T相對(duì)船位P的坐標(biāo)x、y、z為：H1H3xyH2Tz62§6.5Doppler聲納v類似于衛(wèi)星Doppler測(cè)量，船上的聲波發(fā)射器傾斜著向海底發(fā)射頻率為fT聲波，經(jīng)反射得到聲波頻率為fR，設(shè)船速為v1，則fR為：則船速為v1為：§6.5Doppler聲納v類似于衛(wèi)星Doppler測(cè)63vDoppler與fT成正比，為獲得足夠高的頻移測(cè)量分辨率，fT需采用100Hz或更高的頻率的聲波。聲波衰減與