水声定位导航技术利用声脉冲对水面以及水体中的人造设备进行定位，服务于人类的海洋活动及研究，是海洋时空基准网的重要技术组成部分。其基本原理是测量不同路径传播的声脉冲之间的时间差或相位差，反演目标位置。根据基线长短可将水声定位技术分为长基线(long baseline，LBL)、短基线(short baseline，SBL)、超短基线(ultra short baseline，USBL)定位技术，对应的定位系统分别称为长基线定位系统、短基线定位系统和超短基线定位系统。

长基线水声定位系统将时空基准布设在海底，基准间距为几公里到几十公里的量级，测量目标声源到各基准的距离，确定目标位置。短基线水声定位系统将时空基准布设于海面平台的底部，基准间距一般为几米到几十米，利用目标的声信号到达海面平台各基准的时间差，解算目标的方位和距离。超短基线定位系统将一个声学换能器和数个水听器集成为船载的基阵，以基阵的中心为参考点，形成一个时空基准，水听器间距一般为几个厘米到几十厘米，利用声信号到达各水听器的相位差确定目标的方位与距离。为充分发挥上述定位系统的优势，达到取长补短的效果，组合式水声定位系统(见图6)应运而生，既包括海底基准，也包括船载基准，以提高定位精度，拓展应用范围。近年来，又发展了网状长基线定位系统(Net-LBL，见图7)，利用测船、浮标以及无人船等设备搭建临时的海面长基线时空基准，以廉价的声学调制解调器代替专门的声学换能器，基于卫星动态定位结果进行水下人造设备的导航定位。

以上5种水声定位系统既可采用同步信标工作方式，也可选用应答器工作方式。同步信标工作方式要求在基准站和待测目标上均安装高精度的时钟同步系统，信标定时发射信号，获取信号单程传播时间，确定目标位置。对于应答器工作方式，长基线定位系统要求在待测目标上安装询问收发机，基准站上安装应答收发机，而短基线和超短基线定位系统的要求正好相反。在应答工作时，它们测量询问信号与应答信号的总传播时间，反演空间距离，确定目标位置。

为削弱水下声学定位的空间相关性误差，海洋大地测量领域的学者提出规划航迹、声学差分以及压力传感器约束等技术手段。规划测船航迹可充分发挥观测值的冗余性和几何对称性，使声速等系统误差可在解算中相互抵消，以提高海底基准站的定位精度。声学差分技术以单差或双差模式削弱信号传播时间上系统误差的影响，但该方法垂直定位结果不稳定。针对海底基准站垂直定位结果容易发散的情况，利用压力传感器反演的高精度水深值约束解算过程，可提升海底基准站定位精度。

作为分布式系统，时间同步是海洋时空基准网的一个关键问题。由于分布式系统内的晶体振荡器并不完全相同，各节点的本地时钟之间存在差异，故对于网络中发生的同一事件和用于协同网络的消息，不同节点间必然存在时间观测偏差。为使分布式系统正常运转，必须对各节点的时钟进行时间同步，将本地时钟校正到标准时钟上，进而在系统中确定一个统一的全局时间。

与采用电磁波通信的地基时空基准网不同，海洋时空基准网采用声波信号进行通信，该通信方式具有传播速度慢、延迟大且时变；信号链路距离长；信道带宽小；信号衰减严重；发射能耗高；包含移动节点；误码率高；多路径效应严重等特点。这些特点使成熟的陆地时空基准网时间同步算法无法直接应用于水下环境。目前针对海洋时空基准网的授时问题尚无精确的解决方案。有学者提出以浮标为中继，采用北斗/GNSS时作为基准定时源，利用水下原子钟和海底光电缆等对仪器设备进行授时，该方法为水下时间同步问题提供了新思路。

基于水声定位技术可测得目标的三维位置，但由于水下误差改正技术的限制，其定位精度不能满足海底板块及水体动态变化等研究的需求。对此，海洋大地测量学家将水声立体定位拆为水平定位和垂直定位两部分，并通过技术改进或设备研发的方式将定位精度从分米级提升到厘米级甚至毫米级。其中，水平定位围绕声学测距技术进行，垂直定位围绕以压力计为代表的设备展开。

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公司军工四证齐全 ,主营业务为：水下探测系统、低自噪声高性能水听器、水听器用加速度计放大器等，并提供水声实验室建设、水听器性能测试和低频声换校准的解决方案；公司为国内较少从事低频换能器研发的单位，与杨士莪院士成立院士工作站展开相关研究，公司具有丰富的低频水听器研发、校准、测试的工程经验。

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