王海斌 (中国北京市海淀区北四环西路21号, Beijing 0, 100190, CN)
WANG, Jun (No.21, North 4th Ring Road West Haidian District, Beijing 0, 100190, CN)
汪俊 (中国北京市海淀区北四环西路21号, Beijing 0, 100190, CN)
WU, Lixin (No.21, North 4th Ring Road West Haidian District, Beijing 0, 100190, CN)
中国科学院声学研究所 (中国北京市海淀区北四环西路21号, Beijing 0, 100190, CN)
TELECOM BRETAGNE (Brest Technopole Brest Iroise, CS83818 Brest cedex 3, France, FR)
法国国立高等电信工程布列塔尼学院 (法国布雷斯特市特别投递企业邮件3区布雷斯特-伊华兹技术开发区CS83818号, Brest, FR)
WANG, Haibin (No.21, North 4th Ring Road West Haidian District, Beijing 0, 100190, CN)
王海斌 (中国北京市海淀区北四环西路21号, Beijing 0, 100190, CN)
WANG, Jun (No.21, North 4th Ring Road West Haidian District, Beijing 0, 100190, CN)
| 1、 神水下 和同步方法 通 可提供 同基 的 各 需 要 同 的水下平台用戶 行水戶信息交互 水下 和同步 其步驟包 括 a 在用戶需要 到 各 的本 同仁 同 將 作力 的 以 系的原 各器和用戶建立統 的 閒坐 b 各 接收到 同反特她理得到 c 將 用戶 信息 得到通信 然 水 通信方式 用戶 d 用戶將接收到的 原始的 得到 和同步 的 再利用解 出的 自 的 算出用戶 各中 的 而安 用戶的 和同步。 2、 要求1 的水下 和同步方法 其特 在于 的步驟 b 包括 b 垂直布 的多 合 陣列接收到 S U 的多 r 2．．． 各 的 b2 在統一的 同 林系下 接收信 的到 的 將所有通道 的 起始 至 ， 其中 的 同 大于 接收信 多 的 同 Z Z Z b3 以 起始 SH 同反特她 ， 得到 通道的 0 式中 、 要求1所述的水下 和同步方法 其特 在于 所述的步驟 c 包括 在 各 所有通道將 0 增益控制她 用戶 c2 各 汞 的本 同 信息 得到通信 然 水 通信方式 用戶。 4、 要求1 的水下 和同步方法 其特 在于 所述的步驟 d 包括 d 各 的多通道 0 于用戶端 用戶接收 到合 Sc r 將 原始的 S 0 得到 R f S r ®S r 3 由R 的 位置 定出 的 d 用戶 的本 同 另外， 用戶的水 通信 各 出來自 各 的 再結合用戶端 的 算出用戶 的 + /2 4 以 用戶的 和同步。 5、 要求1 的水下 和同步方法 其特 在于 所述的 。 6、 神水下 和同步系統 系統通 可提供 同基 的 各 需要 的水下平台用戶 行水 信息交互 水下 和同步 其特 在于 的用戶由用戶于 和用戶 組成 的用戶 合置 換 所述的用戶 包括 本地 于 的本地 同仁和 位置 的本地 同 生成 于生成 和同步的 輸出 于 合置換 到 接收 于 合 接收服各 未的 和通信 輸出 她 她 將接收到的 原始的 得 到 和同步 的 再利用解 出的來自 的 算出用戶 各中 的 而 用戶的 和同步 的 各 由 各 千 和服各 組成 的 各 直布 的多 合置換 陣列 的 各 包括 一基 于提供 同 接收 于 多 合置換 陣列的 接收 0 的多 S 2．． 各 她 于 各 接收到的 同反特她理得到 信息 得到通信 于 多 合置換 和通信 用戶。 7、 要求6所述的水下 和同步系統 其特 在于 的 的信 包括 申 于將上迷信 接收 輸出的多 SMf 原始 相夫 洲各通道接收信 中是否有用戶 出的 同反特 于根 接收信 的到 的 將 所有通道的 的 起始 至 十 其中 的 大于接收信 多 的 以 起始 各通道接收信 U 同反 在統一 同 林系下 得到 通道的 以 0 其中 生成羊 于 各通道的反特 增益控制她 得到各 通道的 輸出 水 通信 于 信息 得到 通信 輸出 。 8、 要求6 的水下 和同步系統 其特 在于 的用戶的 信 她 包括 肘 于 各 的 原始 接收信 的方法 接收信 中是否有 各 的 得到 水 通信 羊 于 來自 各 的通信 中 的 碳 于 用戶 各中 的碳 9、 要求6 的水下 和同步系統 其特 在于 的 。 |
由于高頻的 磁波 在海水中迅速 近距萬 因此 統的元 在水下 以正常工作。 一般 水下 阿 的方式主要有 如下
1 GPS或 。 方式的精度最高 但 神情況下 水 下固定平台需要將 出水面 容易受到水面船舶或 阿的 水 下 乎 需要 常上 至水面 必須中斷 前水下的工作。
2 利用高 。水下系統通常使用原子 、桓溫 等 可以解決第一 方法的部分缺陷 但咳方法也有 主要缺陷。 通常 精度 越高的系統， 、 休 也越大 水下固定乎 主要依靠自身 帶的 能源非常有限 日漸提高的 高精度 同基 需求之同存在看突出的 矛盾。 另外 方式的 同碳 是不斷 的 工作也必須 其他 方式 。
3 水下 的。 方式 般要求 若干已知 同、 位置的 各 通 需要 同 的水下乎 行水 信 息交互 用戶 碳 的測量 而安 功能。
水 和同步系統主要有 神工作方式 是多 方式 另一 是 方式。
大部分的水下 定位系統 多 方式。 它們 般使用 統的 學定位 木 在 得用戶端 位置的同 完成 同 。 在 方式下 需要 等 及服各 的 位置。
方式更造用于 和水下 之 的 同 。 及同步 般可 以 測量 的 同來完成 而不需要測量 和服各 位置。 但是 方式的 合受到水 多 以及起伏 的影 。
本 明主要 于 方式。 統的 及同步方式主要有 是 向 方式 另 是 向 方式。
向 方式需要事先測定服各器和用戶之同的信 同 且 同A 保持不 。 各 用戶
用戶接收到 內部 的 則 碳
e
此即可完成 用戶 的 。 方式 且用戶端不必 在深海或 等溫 等水文 的 下可以使用 但在 水 道中， 方法 較大而失去 用意 。 忠之 向 方式的 精度不高 提高 精度須 向 方式。
向 方式可以 它 - 工作模式。 需 要 的用戶在 向 各 各 在 接收到 她 之 在 向用戶 將 和 水戶通信 用戶 用戶在 接收到 則 碳
e
此即可完成 用戶 的 。 方式的工作前提是在 向
中 沒有 化 即 向 同相等 由于 向 同較短 中 前提 容易滿足。
但 方式 到 的高精度 都是 必須的。 然 而 所周知 海洋中的多 和 相位起伏 到 的 帶來了很大 。
同反特 木是 利用 的自匹配 聚焦的 木 是指 感器 陣列接收到 的 將接收信 在 同上反特 再 射出去 即 先到 到先 。 木具有良好的 同及 同聚焦特性 通 聚焦可 的重 。 然 同反特 是一項具有 好 聚焦性能的 木 但 是 如何利用 反特 木 和同步即 有文獻涉及。 內容 本 的目的在于 現有 木存在的缺陷 提出一 新的水下 和同 步方法及其系統 解決 方法 水 多 及起伏 的同 而有 效提高 及同步的精度 降低 系統的 。
明人的研究表明 同反特 是 具有良好 聚焦性能的 木 利用 反特 原理 減小多 以及相位起伏 的 在此 上 本 公升了一神水下 和同步方法及其系統 林之力 同反 方 法 meReve a To Rea Tme Se ce TR RT 方法通 可提供 同基 的 各 需要 的水下乎 用戶 行水戶信息交互 水下 和同步。 其中 如 1所示， 的用戶 各包括 和 兩部分 千 主要由 接收、 她理和 等 組成 合置換
的 各 各也包括 和 西部分 主要由 接收、 她理和 等 組成 垂直布 的多 合置換 陣列。 方法的步驟 包括
在用戶需要 到 各
的本 同仁 同 將 作力 的
各 接收到 同反特她理得到
c 各 將 用戶 信息
， 得到通信 然 水 通信方式 用戶
用戶將接收到的 原始的 這 得到 地測定 和同步 的 再利用解 出的來自 各 的 算出用戶 各中 的保 而安 用戶的 和同步。 2力本 基本原理的示意 如 所示 于TR RT方法及其系統 需 要 全局看 各器和用戶建立統一的 同 步驟 a 中 的 系的原 。 在此 下主要考查 第一 步驟 a 中用戶 出的 0 第二 步驟 b 中 各 接收到的信 0， 注意它是 得到的多 第三 步驟 c 中 各 出的 S 第四 步驟 d 中用戶接收到的信 S 0 注意它是多 得到抑制的信 第五 步驟 中的 R 的步驟 b 包括
b 各 垂直布 的多 合 陣列接收到 0 的多 12 各 的
b2 在統 的 同 林系下 接收信 的到 的 將所有通道的 的 起始 至 其中 乃的 同 大 于接收信 多 的 同
1 b3 以 起始 Xr 反特她 得到 通道的 以0
0 Z f 2 式中 Z 2T.
的步驟 c 包括
在 各 所有通道將 0 增益控制 用戶
c2 各 汞 的本 同 信息 得到通信 然 水 通信方式 用戶。 的步驟 d 包括
d 的多通道 U 于用戶端 用戶接收 到全 0 將 原始的申情 S 0 這 得到
r
由 的 位置 定出 的
d2 用戶 汞 的本 同仁 另外 用戶的水 通信 各 出來自 各 的 再 合用戶端 的 算出用戶 的碳
+ r 4 用戶的 和同步。
的 。 的合理性在于 其 自相夫函數具有6函數的特 分辨率高 有利于提高 的精度。 本 公升了一神水下 和同步系統 系統通 可提供 的 各 需要 同 的水下乎 用戶 行水 信息交互 水下 和同步。
的用戶 各由用戶于 和用戶 組成 的用戶 羊 合置換 的用戶 包括
本地 于 的本地 同仁和
位置 的本地 同
生成 于生成 和同步的 輸出 于 合置換 到 接收 于 合置換 接收服各 的 和通信 輸出 她
她 將接收到的 原始的 得 到 地測定 和同步 的 再利用解 出的來自 各 的 算出用戶 各中 的 而 用戶的 和同步
的 各 由 各 和服 的 垂 直布 的多 合置換 陣列 的 各 于 包括
基 于提供 硝基 同
接收 于 多 合置換 陣列的 接收 0 的多 0 2 各
她 于 各 接收到的 同反特她理得到 信息 得到通信
于 多 合置換 陣列將 和通信 用戶。 的 各 的信 包括
申 于將上迷信 接收 輸出的多 0 原始 相夫 洲各通道接收信 中是否有用戶 出的
吋同反特羊 于根 接收信 的到 的 將 所有通道的 的 起始 至
十
其中 的 大于接收信 多 的 以 起始 各通道接收信 同反特她 在統一吋同 下 得到第通道的 ?
0= f
其中 2
一位 景生成 于 各通道的反特 增益控制她 得到各 通道的 輸出
水 通信 單元 于 信息 得到 通信 輸出 。
的用戶的信 她 包括
吋 于 的 原始
接收信 的方法 接收信 中是否有 的
得到
R( S f S f
水戶通信 于 來自 各 的通信 中 的 f
羊 于 用戶 各中 的
e t + / 的 。
用本 她理方法的合理性在于 于用戶端 由于
收到 她 得到的 R 因此 的 同 而 的 同中 2 由 2 可知 中 各 的 ， 的 硝基 同 而 用 戶端 的 同 到 由此得到帶有 的 中 +。 /2 相 即可得到用戶端 的 。
另外 由 2 和 3 可知
0 ， c Zc
=1
0® Z ， 小Zc c 其中 用戶端至 第 通道的格林函數 c c 是 的 信 各 通道至用戶端的格林函數 z。《 是
的信 。 R 八 由于 上是 的自相夫函數 具有 似6函數的 特 。 R ， ， Z 《 z 由水 中的互易原理可知 = 9 是多 自相夫函數的乎 也具有 似6函數的 特 。 因此 R R R f 也是 分辨率較高的 出現在 她 由于多 于 得到了有效抑制 它能 到 的 同 作用 因而能 由 R 的 位置 測定出 的 4。
本 于 同同步的 相 似 主要 在于 于 各 其走 的 TC ve sa TmeCood aed 同 而 于 同步 各 的走 不必是 TC 同 同步的結果是使用戶 各 走 致 若 各 相 TC 同存在 定碳 則用戶 可以存在相同的走 碳 。
本 的 在于 本 公升的水下 和同步方法及其系統
在用戶端 由于 同反特 的作用抑制了多 因此大大降低了多 提高了 精度。 在 巧妙 了 的多 她 統的水 和同 步系統相比 本方法的方案大大 化。
1是 同反特 和同步方法及其系統的示意 。
2是 同反特 和同步方法的基本理冶解釋。
3是本 于水戶 的 。
4是本 于水 的流程 。
5是 的自相 函數。
6是 中 用的 似 函數。
7是 各 相夫 結果和用戶端 的 比。
8是 中的 同反特 示意 。 休 方式 下面 合 和 休 方式 本 一步的 。
在下面的一介 中 本 于 各 用戶的水 。 其中 可提供 同基 其 的 TC 同 而用戶的本地 則存 在走 需要通 水 方式 各 信息交互 。
如 3 所示 用戶端主要由 波器、 功率放大器、 羊 合置換 、 、 她 以及控制 等部分組成。 下面
用戶端各組成部分的功能
控制 包括一介本地 存在走 碳 需要 。 控制 完成 用戶端 的流程控制。 包括控制 模特 控制
模數特 接收信 她 的她理結果 算出本地 的碳 。 生成 在控制 析的控制下 模特 輸出 波器用于 的濾波 功率放大器用于 的功率放大。
合 同 具有信 和 接收功能 可 和 弓之同的互相特 。
在控制 析的控制下 接收信 的模數特 和 將 她 。
她 接收信 的 各 的
她 得到 的 出來 自 的 將她 控制 。
如 3所示， 各 主要由控制 、 、 、 合 陣列、 反特 、 生成 、 波器以及功率放大 器等部分 。 下面 各 各組成部分的功能，
控制 包括一介 其 的 TC 。 控制 完成服 的流程控制。 包括控制 模數特 接收 的 各通道 的到 的 將 提交 生成 各通道接收信 的截取 同參數 將 提交 反特 控制 生成 模特 。
波器、 功率放大器和 的功能 用戶端相同。 檢測 接收信 的 用戶端 出的 將各通道 到 等 結果 控制 。
反特 在控制 的控制下 各通道接收信 同反特 將反 特 的信 提交 生成羊 。 中 同反特之前 可以在 控制 的控制下先 各通道接收信 相 部分 截取。
景生成 將 反 單元接收到的各通道反特 增益控制等 ， 得到各通道的 在控制 控制下 模特 輸出 波 器 控制 接收 信息 將 得到通信 在 弓之 輸出 波器。
合置換 陣列包括多 垂直排 的 合置換 同 具有信 和 接收功能 可 和 弓之同的互相特 。
4是本 于水 系統的流程 。 下面 水 的工作流程 休 。 了 于 不失 般性 以下
本 中 S 0 同 2 、 40 z的 S 。 中 和參數可 情況 。如 5所示 其自相 函數 0具有 似6函數的 特 。
本 中 2 2 組成 合置換 垂直 陣列 中 可 情況 。
本 中 假定用戶的本地 相 于 各 的 的 1 由于 較短 可 在 中保持不 用戶于本地 同某日 120000 TC 同 1159 9
于 TC 同 115000 她于等待 各 。
本 中 假定用戶端 合置換 各 合置換 陣列的 1 元和2 之 水戶 的 同分別 10 和 10．1 其 似 函數分別 6 和6b所示 假定在 保持 不 。
于TR RT方法的水戶 系統工作流程 休描述如下
各 首先上 工作 她于等待 各 。 流程是 控制 在115000 TC 坎的模數特
建立 何基 原始 接收信 相夫的方法 不斷 洲各通道接收信 中是否有用戶端 出的 到來。
用戶端事先生成 以0 在本地 同 120000 TC 115959 到來 控制 控制 模特 輸出 功率放大 由 射出去 如 8 a 所示 下 的本地 同 120000
用戶端完成 S 的 各 的 。
流程是 控制 在本地 同 120005 TC 同 120004
坎的模數特 建立 她 原始 接收信 的方法不斷 接收信 中是否 有 各 的 到 。
用戶端 的 水 分別于 10 和 10．1 到 各 合 陣列的 元和 2 即前 的接收信 「 f 和 0 如 8 b 和 d 所示。 各
原始 各通道的接收信 相 的方法 到用戶端 的 分別 8 c 和 e 所示 豬 位置 各通道 到 由于多 千 在統一吋同 下 得的 到 10.0024 、 10.1058 分別存在2．4和 5．8 的 測 碳 如 7 a 和 b 所示。 于常規方法 需要用 的多 她理方法 減小 否則 較大的 而 于本方 法 不要求 測量 的到 下文將看到 碳 于 本方法的 精度沒有 。 將 到 的測量結果 提交控制 。
控制 檢測 得的 通道用戶端 到 10.0024 、 10.1058 ， 2.9976 2.8942 在統一 同 下 分別 通道的信 截取 同 + 2
和 + 使得 包含接收信 和S r 的主要多 信 息 所有通道生成 的起始 至 十 + 1 同 是統一 同 下各通道 的 的
120012 TC 同 。 控制 將各通道 截 取 參數提交給 反特 反特 截取各通道的相 同 的接收信 同反特 ， 提交 倍 生成 。 生成 各通道反特 增益控制等她 得到各通道的 0和 0 如 8 和 9 所示 控制 控制 在
120012到來 模特 將各通道 濾波 功率放大 由 陣列同 射出去。
Q 控制 的本 同 120012 TC 同 將 提交給 生成 生成 將 同信息 通信 得到通信 在 之
、 功率放大 由 陣列 射出去。
1 元和2 的 水戶 余 于用戶端 用戶接收到的合 0 如 8 h 所示 用戶端 她
原始 接收信 的方法 到 得到 Rf 如 8 所示 其 7 c 所示。 可以看 出 已 大大消除了多 同分辨率較高的 因此 的 位置可以 統 下 的 取用戶端本地 可得 位置 的 120026 將 提交控制 。
用戶端 她 緊隨 弓之 的通信 行解 得到 各 端的 120012 將結果 控制 。
用戶端控制 本 的帶有走 的
120000、 120026以及通信 得到的 的 中
120012 即可得到本地 走
測得的走 碳 用戶將 的本地 走 由 120026 120025 各 一致 即完成了 。
可以看出 通 本 的 TR T方法測得的用戶端本地 本 的 相同 也即本 中 TRMRT方法可以 的 而如果 方法 以避免的全受到多 的 如步驟Q中 余帶來 較大的 碳 。 因此 常規方法相比 在用戶端由于 同反特 的作用抑制了 多 具有高分辨率 聚焦性能， 能有效提高 和 精度。
上 的 于可以得出如下的 於
在 統的水戶 系統中 用戶端和服各 接收信 都具有多 在 到 判決模糊的 。 TR RT在 各 了 多 的她 直接 反特 另外 在用戶端由于 反特 的作用抑制了多 因此 方法能解 決多 向 提高 精度。
統的水 及同步系統相比 TR RT的方案大大 化。 在 各 不需要測量 到 不需要 多 也 須 多 的 同 在用戶端 抑制了多 因此 到 的 算法也 得相 了。 最 況 的是 以上 用以 明本 的 木方案而非限制。 參照 本 了 本領域的普通 木人 理解 本 的 木方案 修改或者等同替換 都不 萬本 明技木方案的精神和 固 其 在本 的 要求 固 中。