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摘要：本文在针对水下声学定位系统进行分析时，从该系统的类型出发，对其进行全方位有效的分析。这样不仅能够根据各种不同类型的定位系统，提出其在实际应用过程中的效果，而且还能够针对各种不同类型的系统优势特点进行研究，为水下声学定位系统的合理利用提供有效保障。
关键词：水下声学；定位系统；应用措施
在当前现代科学技术不断进步和快速发展的背景下，越来越多的新型技术被广泛应用到各个领域当中，其中声学定位技术的整体发展速度比较快，而且该技术的应用范围也越来越广。现阶段，在很多海洋工程施工过程中，比如海洋油气开发等，都需要声学定位系统在其中科学合理的利用，实现对水下声学做出科学合理的定位和处理。这样不仅能够从根本上保证定位的有效性，而且还能够将水下声学定位系统的作用和价值充分发挥出来。
1超短基线定位系统的应用
在针对水下声学定位系统的实际应用情况进行分析时，需要与实际情况进行结合。一般情况下，比较常见的使用方式就是直接利用声基线的距离或者是激发的声学单元距离，实现对声学定位系统科学合理的分类和操作。如表1所示。
表1声学定位系统
根据实际情况进行分析和研究可以看出，超短基线的所有声单元全部都被集中安装在一个收发器当中。在这种情况下，可以将这些声单元组合成有效的声基阵，通过这种方式，不仅能够实现声单元相互之间的位置确定，而且还能够保证位置测定的精准性和有效性。将其组合成声基阵坐标系，该坐标系与船本身的坐标系之间，具有一定的关联性，而在安装时，需要保证对其安装位置的准确有效测定。其中主要包括位置、姿态等，系统在安装以及具体实施过程中，需要通过测定声单元的相位差，这样才能够从根本上保证换能器的目标得以确定，并且将自身的方位进行科学合理的判断和确定。换能器与目标距离之间，大多数都是直接通过测定声波的传播时间来对其进行有针对性的判断，同时还会涉及到声速剖面的合理利用，促使波束线得到有效的修正，从而确定相互之间的距离。通过对相关参数的实际情况进行分析以及测定之后，垂直角和距离的测定，基本上可以看出受到声速的影响比较大。在这之中，在针对垂直角进行测量的时候，是其中非常重要的一部分，能够直接对定位的精准度和有效性产生影响[1]。所以，一般大多数的超短基线在定位过程中，其定位系统的构建和具体实施都需要在应答器当中完成，特别是深度传感器的安装，必须要在其中进行，这样有利于促使垂直角本身的测量精准度得到有效提升。超短基线定位系统在实际应用过程中，其测量目标的绝对位置必须要确定，同时还要意识到声基阵的位置、姿态等。为了实现这些环节的有效测定，可以通过GPS技术手段、运动传感器等科学合理的利用，促使其能够实现距离和角度的测量。
超短基线在实际应用过程中，其最大的优势特点之一就是集成系统相对比较低廉，而且在整个操作过程中，操作手法比较容易。只需要一个换能器就可以实现安装，同时还能够保证整个测距精准度的有效性和准确性。但是该系统在应用时，同样存在一些缺点问题，比如在系统安装之后，需要对其进行校准，但是这种校准的准确性很难得到有效落实[2]。
2短基线定位系统的应用
短基线定位系统在实际应用过程中，其一般情况下是由3个以上的换能器相互组合而成，换能器的阵形大多数都是三角形或者是四边形。换能器相互之间的距离一般会超过10m左右，换能器相互之间的关系可以实现有针对性的测定，保证整个测定的精准性和有效性。在具体实施过程中，需要组成声基阵坐标系，该坐标系与船坐标系的相互关系大多数都是通过常规测量方法进行确定，尽可能保证测量数据的准确性和有效性。在针对短基线系统进行测量的时候，测量方式大多数都是直接由一个换能器发射，在发射过程中，所有的换能器都可以接收到。在接收过程中，其可以得到一个斜距观测值，与不同该观测值的多个斜距值。系统在构建以及具体实施过程中，系统可以根据各种不同类型的基阵，与船坐标系实现良好的固定关系，同时在其中还可以配置一些永不传感器观测值，比如GPS、Gyro等。通过这些技术科学合理的利用，不仅能够提供出船的基本位置等，而且还能够从中计算出目标的大地坐标[3]。
短基线定位系统在实际应用过程中，其最大的优势特点之一就是低价的集成系统，而且在操作过程中，其整个操作流程比较简单。在时间测量的基础上，可以保证距离测量的准确性和有效性，与此同时，固定的空间多余测量值具有一定优势。除此之外，换能器的整个体积相对比较小，而且在安装过程中，也能够提供方便快捷的安装方式。
该系统在应用时，虽然优势特点相对比较明显，但是不可避免的仍然会存在很多问题。短基线定位系统要想促使其深水测量达到非常高的精准度，基线长度需要得到有效控制，将其控制在40m以上。除此之外，在针对该系统进行安装和具体利用时，需要对换能器进行严格有效的校准，这样才能够保证良好的使用效果。
3长基线定位系统的应用
长基线系统在实际应用过程中，其主要包括两个环节，其中一个就是安装在船只上的收发器，而另外一个就是已知位置的应答器，该应答器可以直接被固定在海底上。但是需要注意的是，应答器的设置需要至少控制在3个以上。在针对应答器相互之间的距离进行分析时，要将各自之间的距离进行有效的连接，构件成合理的基线，长度控制在上百米或者是几千米之间。与超短基线、短基线相比，其整个长度具有明显的差异性，所以将其称之为长基线定位系统。长基线系统在实际应用过程中，其主要是通过收发器与应答器相互之间距离的准确测量，促使测量过程中的前方或者是后方能够实现交会，并且实现对目标准确合理的定位。也就是长基线定位系统在实际应用过程中，其是在距离测量的基础上完成这一系列的操作。如果从原理的角度出发对其进行分析，那么系统在通过导航进行定位的时候，只需要2个海底应答器就可以完成这一系列操作。但是在其中产生了目标偏离模糊等问题，所以在实践中并不能够对测量目标的水深进行控制。为了实现这一根本目的，需要安排至少3个以上的应答器，才能够实现目标三维坐标的构建和利用。在实际应用过程中，需要接收4个以上的海底应答器信号，这样才能够保证多余观测产生的有效性，同时还能够保证测量的精准度得到有效提升。
4结束语
水下声学定位系统是现阶段实施定位过程中比较常见的一种系统类型，同时该系统科学合理的利用，不仅能够实现定位的准确性和有效性，而且还能够满足人们对海洋开发利用的基本要求。超短基线、短基线以及长基线定位系统各自有不同的优势特点，只有结合实际，才能够将各自的作用和价值充分发挥出来。
参考文献：
[1]张延同.水下声学定位系统中群目标识别方法[A].山东省测绘地理信息学会.第十九届华东六省一市测绘学会学术交流会暨2017年海峡两岸测绘技术交流与学术研讨会论文集[C].山东省测绘地理信息学会：山东省测绘地理信息学会，2017：4.
[2]黄龙.长基线声学定位技术在水下软体排检测中的应用[J].水利建设与管理，2016，36（04）：46-49+31.
[3]张同伟，刘烨瑶，杨波，赵晟娅，李正光.水下声学主动定位技术及其在载人潜水器上的应用[J].海洋技术学报，2016，35（02）：56-59.