为满足不同工况下水下声学定位的技术需求,将长基线定位、短基线定位以及超短基线定位等声学定位技术进行组合应用,集成不同声学定位技术的优势,可提高定位精度、扩大应用范围。
声学组合定位方式通常为距离测量或距离角度测量。无论哪种组合定位方法,测距值都是通过时间与声速的乘积获得。在深海水声定位中,由于声速剖面变化缓慢,声速采用恒定常值具有良好的定位精度。但是,对于复杂的浅海海域,不能简单地认为两点间的声速为常值,必须考虑浅海海域中两点间的声速改正问题以提高水声定位精度。这是由于海水的不均匀性及其特征的多变性显著影响水中声波的传播。由于沿深度方向上存在声速梯度及水介质的不均匀性,在水声定位与测距等工程应用中声波并非按直线传播,导致实测声波传播时延并非收发换能器间直线距离上的时延。为保证高的定位测距精度,须对水中声线进行改正,主要包括平均声速法、等效声速剖面法、声线跟踪法等。
用于声学组合定位的系统通常根据用户的特殊需要定制,应用较多的是超短基线/长基线组合系统和超短基线/短基线组合系统,声学组合定位的基本原理与长基线或短基线系统的定位原理相同,其优点在于组合不同系统的优势,提高定位精度和应用范围,同时其系统组成与操作更加复杂。
随着舰船、潜艇、鱼雷、水下机器人等水下航行器的演变,多种定位手段的组合使用及信息融合已成为水下声学定位技术发展的必然趋势。对长基线、短基线、超短基线、多普勒声呐、成像声呐、方位仪、全球导航卫星系统(GNSS)等多方面的信息进行合理融合,可获得最佳的目标定位效果。