CN2854623Y - 一种超短基线定位系统接收基阵布阵结构 - Google Patents
一种超短基线定位系统接收基阵布阵结构 Download PDFInfo
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Abstract
一种超短基线定位系统接收基阵布阵结构，它包含8个基元，阵形为二个十字正交的直线阵。每个轴上的4个基元每侧两个相邻的基元为一对子阵，其间距d小于等于工作频率对应的半个波长。而同轴上4个基元构成的直线阵的尺寸L为N倍的d，其中N可以为1、2、3、4、…，由系统测距精度确定。本实用新型的特征是即加大了基线尺寸提高了定位精度，又解决了大尺度基线存在的相位多值模糊问题。本实用新型适用于采用相位法的超短基线定位系统，也可以应用于需要相位分辨率较高，且会出现相位测量多值模糊问题的其它测相系统中。
Description
技术领域
本实用新型属于一种超短基线定位系统接收基阵布阵结构。
背景技术
超短基线是一种常用的水声定位技术。传统的超短基线定位系统多采用孔径(两基元间的间距)小于半波长的三个基元排列成的等腰直角三角形或等边三角形，还有采用4个基元排列成的两个正交的直线阵。基阵长度一般在几个厘米到几十厘米的量级。定位原理是利用每个基元接收信号的相位差进行解算，从而得到目标的方位和距离信息。其定位精度主要取决于相邻基元接收信号相位差的估计精度。如果单独利用这么小的基阵尺寸对远程目标进行定位很难达到较高的定位精度，而国内传统超短基线的定位精度为3％左右。为了提高定位精度，通常可以采用的办法是加大基阵孔径，但直接(单纯)加大两个阵元之间的间距d，当阵间距大于二分之一波长时，则会带来相位差测量多值模糊的问题。
此外，传统的超短基线定位系统若要达到要求的定位精度，还需要高信噪比。如：要求的定位精度为斜距的5‰，为保证达到此精度，国外的产品要求接收应答信号的信噪比大于35dB，这是较难实现的。而本实用新型可以在信噪比约为20dB时达到要求的测距精度。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服传统的超短基线定位系统定位精度难以提高和相位测量容易模糊的缺点，提供一种超短基线定位系统接收基阵的布阵结构。该结构解决了传统的超短基线定位系统单纯加大两个阵元之间的间距d所出现的相位测量多值模糊问题，和需要高的信噪比的问题。使得测相精度和测距精度较传统的测相法超短基线定位系统提高数倍。
本实用新型的构成主要是由基元[1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6]、[7]、[8]组成。其中基元[1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6]、[7]、[8]为相同参数的8个基元。其阵形为二个十字正交的直线阵(附图4)。每个轴上由4个基元组成，两个相邻的基元为一对子阵，其间距d小于等于半个波长。而同轴上4个基元构成的直线阵的尺寸L为N倍的d，其中N可以为1、2、3、4、…，由系统测距精度确定。理论上大尺寸的基阵测相精度高，采用这种方法构成的超短基线定位系统其测相精度可以比传统的超短基线定位系统提高N倍，对远程目标进行定位其定位精度也可以提高数倍。另外，由于两个相邻基元间距较小，可以解决相位测量过程中相位多值模糊的问题。
综上所述，本实用新型由于采用了二个十字正交的直线阵，由于加大了基线的尺寸，使由该超短基线构成的超短基线定位系统的测相精度和测距精度比采用测相法的传统的超短基线定位系统提高数倍。且由于两个相邻基元间距较小，可以解决相位测量过程中相位多值模糊的问题。即本实用新型即加大了基线尺寸提高了定位精度，又解决了大尺度基线存在的相位多值模糊问题。
附图说明
图1一种超短基线定位系统接收基阵布阵结构图
具体实施方式
本实用新型的阵形为二个十字正交的直线阵。每个轴上的四基元每侧两个相邻的基元为一对子阵，其间距d小于等于工作频率对应的半个波长。而同轴上4个基元构成的直线阵的尺寸L为N倍的d，其中N可以为1、2、3、4、…，由系统测距精度确定。如一个采用测相法的超短基线定位系统，其工作频率为15kHz，对应的波长约为10cm，取d≈0.4λ，则基元[1]和[2]，[3]和[4]，[5]和[6]，[7]和[8]之间的间距d为4cm，取N＝8，则同轴上两对基元间的距离L为32cm。相应的测相精度可以提高8倍，而测距精度也可以提高5倍。
本实用新型适用于采用相位法的超短基线定位系统，也可以应用于需要相位分辨率较高，且会出现相位测量多值模糊问题的其它测相系统中。
Claims (2)
1.一种超短基线定位系统接收基阵布阵结构，其特征在于它包括基元[1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6]、[7]、[8]，其阵形为二个十字正交的直线阵，每个轴上由4个基元组成，两个相邻的基元为一对子阵，其间距d小于等于半个波长。
2.如权利要求1所述的一种超短基线定位系统接收基阵布阵结构，其特征在于同轴上4个基元构成的直线阵的尺寸L为N倍的d，其中N可以为1、2、3、4、…，由系统测距精度确定。
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| CN 200520021960 CN2854623Y (zh) | 2005-11-17 | 2005-11-17 | 一种超短基线定位系统接收基阵布阵结构 |
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Publications (1)
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN101907707A (zh) * | 2010-07-02 | 2010-12-08 | 哈尔滨工程大学 | 用于多波束合成孔径声呐的组合声基阵 |
| CN101470190B (zh) * | 2007-12-26 | 2011-11-09 | 中国科学院声学研究所 | 一种水面载体的综合定位装置和方法 |
| CN101109797B (zh) * | 2007-07-06 | 2011-11-30 | 哈尔滨工程大学 | 基于虚拟阵列扩展的5倍频程超宽频带测向方法 |
| CN106556837A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-04-05 | 哈尔滨工程大学 | 一种用于四元空间阵的超短基线定位方法 |
| CN108845290A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-11-20 | 哈尔滨工程大学 | 一种超短基线阵抗相位模糊的方法 |
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2005
- 2005-11-17 CN CN 200520021960 patent/CN2854623Y/zh not_active Expired - Fee Related
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Assignee: Institute for Engineering Technology Design, College of Shipbuilding Engineering Assignor: Harbin Engineering Univ. Contract fulfillment period: 2008.8.20 to 2013.8.20 Contract record no.: 2008230000049 Denomination of utility model: Receiving base distribution structure of ultrashort base-line positioning system Granted publication date: 20070103 License type: Exclusive license Record date: 20081010 |
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