1、 第 32卷第 5期2010年 5月 舰 船 科 学 技 术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGY Vol.32, No.5May, 2010 水下合作目标三维定位技术陈云飞, 李桂娟, 贾 兵, 高 峰(水下测控技术重点实验室,辽宁大连 116013)K 1: T “SZ k H, /1 / “S L H 。N p,81 -2 / $ , / H/ !9 3sGPSS /T “S “d,y “d 。Z k LV ,/ ?sGPSM / 8,i O PS ,Z kbeL+。1oM: 合作目标;差分 GPS;三维定位ms |: U666.7 DS M : AcI|: 1672 -764
2、9(2010)05-0048-04 DOI:10.3404/j.issn.1672 -7649.2010.05.012Underwatercooperatetarget3DpositioningCHENYun-fei, LIGui-juan, JIABing, GAOFeng(KeyLaboratoryforUnderwaterTestandControlTechnology, Dalian116013, China)Abstract: Intheseatrialofcooperatetargettesting, threedimensionalpositioningisneeded.Base
3、doncomparisionofcharacteristicsoftwotypicalpositioningsystem, a3DpositioningsystemwiththreeDGPSbuoysforcooperatetargetisdesignedusingsynchronismtimebase, thepositioningmodelisestablished.Seatrialresultsdemonstratedthatthissystemiscapableofprovidingalmostthesamehigh-precisionpositioningforunderwatert
4、argetcomparedwithDGPS, andalsoithasthefeatureofsimpleconfigurationandeasydeploying.Keywords: cooperatetarget;DGPSbuoys;3Dpositioningl :2009-08-19; :2009-10-26 “: L i “(9140C260210070C26)Te: f(1978-), 3, V, =,Z_ 2。0 引 言T “SM1+Z k H, /1 L H / “S ,.d / ?$ “S /M ZUS, Z_ E。sGPS / 8/ ? /$ “S L H 8, Y14sGP
5、S l 2 (S HT ? LC /“S 1 , O“dZ kbM。 Z k p Br S T /T “S / ,i/ Z k。1 水下合作目标三维定位原理 /T “S p,!9 BsGPSS /T “S “d, T m1 U。“d /、sGPSS、? ? , DGPS l-1, P -1DGPS l-2, P -2b / n , DGPS l-3, P -3T 2 (S Z 。? ? b /T“S , 3sGPS l L H 3第 5期 陈云飞,等:水下合作目标三维定位技术m1 DGPST “S“d UimFig.1 Systemconfigurationofcooperatetarget3
6、DpositioningbasedonDGPSbuoys l P US。1.1 “d“d m2 U。“d/“d、 / “S ? sGPS 2 (S。 /“dsGPS l、/ n l? ? 、/ l? ? 、 |) ; /T “S o H“d,|? ? ? ;sGPS 2 (SsGPS| l l P ,i OsGPS 2 (S YYV / 。m2 sGPS / 8“d mFig.2 BlockdiagramofDGPS3Dpositioningsystem1.2 “dT DGPS 2 (S /T “S “dT /:1) / nZ sGPSl l1,|1 . / ) ,i) $ “S HW;2)$
7、 “St u/ . ,$“S |? v TsBQ% e? ? ? |;3) / n l P 2 (S/ l P l ? ?|, 3 P l sYV ro、bv “. / ) ;4)/ ) YV|sGPS 3 P l 8) , /$ “S ? ? US,V7 LC / “S 。2 系统定位解算模型m3 U,sGPS /“d1LC / “S Y14 2 (S 2 , !$ / “Ss ? USA(x, y, z),5 8 :m3 /GPS US UimFig.3 StandardunderwaterGPS3Dpositionresolvemodel(x-x1)2 +(y-y1)2 +(z-z1)2
8、 -(x-xr)2 +(y-yr)2 +(z-zr)2 =C(t1 -tr),(x-x2)2 +(y-y2)2 +(z-z2)2 -(x-xr)2 +(y-yr)2 +(z-zr)2 =C(t2 -tr), (1)(x-x3)2 +(y-y3)2 +(z-z3)2 -(x-xr)2 +(y-yr)2 +(z-zr)2 =C(t3 -tr)。T:(x1 3 , y1 3 , z1 3 )sY 2 (S1 3US;t1 3$ “Ss|r 2 (S H Y;(xr, yr, zr)4T I 2 (SUS;C 2 。sGPS“49舰 船 科 学 技 术 第 32卷d, T(1)(x1 3 , y1 3
9、 , z1 3), t1 3trX ,YV T(1)3Z V pUS3M。 I n Z T4SB T HW I, /T “S+, T?Z k H P H/ ,5 V|S h 3。 8ZE:Z k H,$T “S/ . -YVsGPS3SMGPS H,T “S/ . P o H“d “d HW,i O /T “S|? v TsBQ% e? ? ? |。3S HW ,|r 2 (S.l HW VYV l| HW - ,yN X 。“deUS Uim m4 U。m4 /T “S 8 US UimFig.4 Simplifiedunderwatercooperate3Dpositionresolvem
10、odel XHq T(1) V:(x-x1)2 +(y-y1)2 +(z-z1)2 =C(t1 -t0),(x-x2)2 +(y-y2)2 +(z-z2)2 =C(t2 -t0), (2)(x-x3)2 +(y-y3)2 +(z-z3)2 =C(t3 -t0)。T(2), t0? | HW , X , T pUS(x, y, z)3 。yN,YV3Z V$ / “S? ? US。3 海试实验2009 M4,v Z /T “S ? L。 /T “S Pb3 m 2r。m5 /T “S L m, l P sYb /1 /2 , 3 m,? ? Z Tb “S/ 。? |CW |, 1, “S/E
11、PsGPS: c, 3 l PUSsGPS。 2 / %, “S/ /W t。m5 L mFig.5 Seatrialconfiguration3 l P “S/XYUSsGPS 1 m6 U, T “S 2? ? US m7 U。? ? P 7 “S/,yN /F H,? ? “S/t M7 / ,BVm7 V A A。? ? l1.5m H,/8, 3 P iE50第 5期 陈云飞,等:水下合作目标三维定位技术 l| f ,yNVm6 Vn, P ? l | H, USsGPS z,i/8 f H,=BM。 P US “S sGPS 1 m8 U,rm8 GPS 1Fig.8 Compar
12、isionofresolveddistanceandDGPSdistance =,= z。4 结 语Z k LTV ,3 l P l| f /, /T “S 8/ “S/TGPSTz, / ?sGPSM /。L=Z k L “d,“de, ? / “S ,i O“dS , “dZ kbeL+。 ID: 1 6 ,yS, V6,B . / 8t“d J . 20, 2005, (2):1-3. 2 , f,c.,.sGPS / 8“d J . S, 2006, 31(5):18-21.( 13:) 9 ;, C. E#hE s J ./w , 2005, 9(5):30-38. 10 p, , ,. $ HhE_ 3Z J . , 2008, 22(7):14-21. 11 , 7, % ._ 3hE/ Z J .v , 2009, 24(9 ):235-237. 12 CARPENTERP.Therightsortofroughness J .Nature,1997, 388:713. 13 ;, -, , g, Zj. d;V _ 3hE e J . ,2008, 2(4):455-459. 14 ,S, x C,. y=hE+ J. , 2009, 58(1):421-426.51
