摘要 | 第4-6页 |
ABSTRACT | 第6-8页 |
第1章 绪论 | 第13-26页 |
1.1 概述 | 第13页 |
1.2 卫星定位系统的发展现状 | 第13-15页 |
1.2.1 卫星定位系统 | 第13-14页 |
1.2.2 卫星定位导航现代化 | 第14-15页 |
1.3 水下定位系统的发展现状 | 第15-18页 |
1.3.1 声纳系统 | 第16页 |
1.3.2 水下声学定位技术 | 第16-18页 |
1.4 水下GPS系统和GPS智能浮标(GIB) | 第18-22页 |
1.4.1 基于卫星定位系统的组合水下定位系统 | 第18-19页 |
1.4.2 水下 GPS 定位系统(UGPS) | 第19-20页 |
1.4.3 差分GPS水下立体定位系统 | 第20-22页 |
1.5 差分GPS水下定位系统研究意义 | 第22-23页 |
1.5.1 基于卫星导航技术的风险性 | 第22页 |
1.5.2 海洋资源探察 | 第22-23页 |
1.5.3 海洋资源开发 | 第23页 |
1.5.4 海洋权益保护 | 第23页 |
1.5.5 水下地形测绘 | 第23页 |
1.5.6 水下工程控制 | 第23页 |
1.5.7 无缝导航定位 | 第23页 |
1.6 本文的主要研究内容 | 第23-25页 |
1.6.1 系统集成的关键技术 | 第24-25页 |
1.6.2 本文的研究内容 | 第25页 |
1.7 本章小结: | 第25-26页 |
第2章 水声定位和水面基线测量 | 第26-43页 |
2.1 水声定位系统 | 第26-32页 |
2.1.1 超短基线定位系统 | 第26-27页 |
2.1.2 短基线定位系统 | 第27-29页 |
2.1.3 长基线定位系统 | 第29-30页 |
2.1.4 基于声矢量传感器的水下定位系统 | 第30-32页 |
2.2 水下GPS系统 | 第32-34页 |
2.2.1 水下定位模型比较 | 第32-33页 |
2.2.2 水下GPS系统 | 第33-34页 |
2.3 GPS水面基线测量 | 第34-39页 |
2.3.1 GNSS概述 | 第34-35页 |
2.3.2 GPS系统的定位精度 | 第35页 |
2.3.3 GPS动态定位 | 第35-39页 |
2.4 基于DGPS的水面虚拟基线测量 | 第39-41页 |
2.4.1 虚拟基线 | 第39页 |
2.4.2 隐含坐标差分 | 第39-40页 |
2.4.3 实时GPS浮标坐标测量 | 第40-41页 |
2.5 本章小结: | 第41-43页 |
第3章 海水声速 | 第43-57页 |
3.1 水声传播 | 第43-44页 |
3.2 海水声速分布 | 第44-46页 |
3.3 海水声速典型经验公式 | 第46-51页 |
3.3.1 Leroy经验公式 | 第47页 |
3.3.2 Mackenzie经验公式 | 第47页 |
3.3.3 Medwin 经验公式(1975) | 第47页 |
3.3.4 Del Grosso经验公式 | 第47-48页 |
3.3.5 乌德公式 | 第48页 |
3.3.6 精密Medwin经验公式 | 第48页 |
3.3.7 Frye和Paugh公式 | 第48-49页 |
3.3.8 国标公式 | 第49页 |
3.3.9 计算比较分析 | 第49-51页 |
3.4 水声折射定理 | 第51-54页 |
3.5 声线弯曲改正 | 第54-55页 |
3.6 海水声速剖面测量 | 第55-56页 |
3.6.1 直接声速剖面测量 | 第55页 |
3.6.2 间接声速剖面测量 | 第55-56页 |
3.6.3 全球ARGO网络 | 第56页 |
3.7 本章小结 | 第56-57页 |
第4章 水下立体定位系统的时钟同步与时间测量 | 第57-72页 |
4.1 概述 | 第57页 |
4.2 GPS时间系统 | 第57-60页 |
4.2.1 时间系统 | 第57页 |
4.2.2 原子时 | 第57-59页 |
4.2.3 GPS时间系统 | 第59-60页 |
4.2.4 GPS时间系统维护 | 第60页 |
4.3 GPS接收机的时间同步 | 第60-65页 |
4.3.1 GPS接收机的精密时间获取 | 第61页 |
4.3.2 基于Ashtech Sagitta-02 型GPS接收机的时钟同步 | 第61-65页 |
4.4 GPS浮标水声信号延时测量 | 第65-71页 |
4.4.1 水声信号检测 | 第65-66页 |
4.4.2 水声延迟时间测量 | 第66-68页 |
4.4.3 浮标延迟时间测量标定 | 第68-71页 |
4.5 本章小结 | 第71-72页 |
第5章 DGPS水下定位的数学模型 | 第72-89页 |
5.1 概述 | 第72-73页 |
5.1.1 基本问题 | 第72-73页 |
5.1.2 已知条件 | 第73页 |
5.2 距离交汇模型 | 第73-76页 |
5.2.1 解析求解 | 第74-75页 |
5.2.2 最小二乘求解 | 第75-76页 |
5.3 距离差交汇模型 | 第76-88页 |
5.3.1 迭代算法 | 第77-79页 |
5.3.2 解析求解 | 第79-81页 |
5.3.3 最小二乘法 | 第81-83页 |
5.3.4 顾及平均声速的水下目标的距离差数学模型 | 第83-84页 |
5.3.5 基于射线跟踪声学法求解 | 第84-88页 |
5.4 本章小结 | 第88-89页 |
第6章 系统的集成与误差分析 | 第89-121页 |
6.1 双曲线定位模型分析 | 第89-108页 |
6.1.1 双曲线性质 | 第89-90页 |
6.1.2 双曲线定位解析分析 | 第90-93页 |
6.1.3 水面基线网形分析 | 第93-95页 |
6.1.4 双曲线定位模型观测值误差影响分析 | 第95-96页 |
6.1.5 双曲线定位模型数值模拟分析 | 第96-104页 |
6.1.6 双曲线定位PDOP分析 | 第104-108页 |
6.2 声速误差 | 第108-109页 |
6.2.1 声速改正误差 | 第108页 |
6.2.2 “等声速”问题分析 | 第108页 |
6.2.3 声线弯曲误差 | 第108-109页 |
6.3 GPS定位误差 | 第109-112页 |
6.4 浮标姿态改正 | 第112-117页 |
6.4.1 三维数字罗盘 | 第112-113页 |
6.4.2 工作模式: | 第113页 |
6.4.3 系统集成 | 第113-114页 |
6.4.4 三维数字罗盘的数据 | 第114-115页 |
6.4.5 换能器偏移校正数据 | 第115页 |
6.4.6 水听器坐标的改正计算 | 第115-117页 |
6.4.7 坐标改正精度 | 第117页 |
6.5 水声时间测量误差 | 第117-119页 |
6.6 多路径误差 | 第119页 |
6.7 本章小结 | 第119-121页 |
第7章 DGPS水下立体定位系统软件集成 | 第121-138页 |
7.1 数据结构设计 | 第121-124页 |
7.1.1 系统的基本观测数据 | 第121-122页 |
7.1.2 面向对象的数据抽象 | 第122-124页 |
7.1.3 数据结构设计 | 第124页 |
7.2 监控软件集成设计 | 第124-135页 |
7.2.1 软件框架 | 第124-125页 |
7.2.2 数据通讯模块 | 第125-127页 |
7.2.3 水下目标的数据通讯模块 | 第127页 |
7.2.4 浮标数据接收模块 | 第127-128页 |
7.2.5 多通道浮标数据预处理 | 第128-131页 |
7.2.6 “两步缓冲消除法”获取同步数据 | 第131-134页 |
7.2.7 定位解算模块 | 第134页 |
7.2.8 系统状态监视模块 | 第134-135页 |
7.3 系统监控软件 UOcean 界面设计 | 第135-137页 |
7.3.1 主框架 | 第135-136页 |
7.3.2 系统状态监视 | 第136页 |
7.3.3 浮标网形显示 | 第136-137页 |
7.4 本章小结: | 第137-138页 |
第8章 系统测试与试验 | 第138-149页 |
8.1 系统框架 | 第138-140页 |
8.1.1 差分GPS基准站 | 第138-139页 |
8.1.2 水下收发机 | 第139页 |
8.1.3 多功能智能GPS浮标系统 | 第139页 |
8.1.4 船基控制中心 | 第139-140页 |
8.2 系统定位验证试验 | 第140-142页 |
8.2.1 千岛湖定位验证试验 | 第140页 |
8.2.2 检核方案 | 第140-141页 |
8.2.3 数据处理与结果 | 第141-142页 |
8.2.4 千岛湖 45 米试验 | 第142页 |
8.3 系统定位性能海洋试验 | 第142-145页 |
8.3.1 南海试验 | 第142页 |
8.3.2 水下静态定位试验 | 第142-144页 |
8.3.3 水下动态定位试验 | 第144-145页 |
8.4 水声声速与系统性能试验 | 第145-148页 |
8.4.1 抚仙湖试验 | 第145页 |
8.4.2 静态测试 | 第145-146页 |
8.4.3 动态定位试验 | 第146-148页 |
8.5 本章小结 | 第148-149页 |
第9章 结论 | 第149-151页 |
9.1 基本结论 | 第149页 |
9.2 论文创新 | 第149-150页 |
9.3 问题与展望 | 第150-151页 |
博士期间成果 | 第151-153页 |
致 谢 | 第153-154页 |
参考文献 | 第154-159页 |
附录 | 第159-164页 |