水声通信及海洋定位导航解决方案ppt
(完整版)海洋船舶北斗定位导航系统解决方案(海洋)
海洋船舶北斗定位导航系统解决方案华云科技有限公司2013年10月目录一、综述 (4)二、系统解决方案 (5)（一）设计目标与原则 (5)1.设计目标 (5)2.设计原则 (6)（二）总体方案设计 (6)1. 卫星导航运营中心 (7)2. 岸端监控中心 (8)3. 船载北斗定位导航终端 (8)（三）岸端监控中心功能设计 (9)1.岸船信息互通 (9)2.位置监控 (9)3.应急调度 (9)4.船舶报警 (10)5.增值信息服务 (11)6.系统管理 (11)7.系统接口 (12)（四）船载北斗定位导航终端 (13)1.主要特点 (14)2.终端功能 (14)3.主要性能指标 (19)（五）硬件环境要求 (20)1. 主机存储 (20)2. 网络 (21)3. 系统支撑软件 (21)三、系统造价 (23)（一）概算一（终端含屏及本地导航） (24)（二）概算二（终端不含屏） (25)一、综述最古老的航海导航的方法是罗盘和星历导航，人类通过观察星座的位置变化来确定自己的方位；最早的导航仪是中国人发明的指南针,后来发展成一直为人类广泛应用的磁罗经。
在随后的两个世纪里，人类通过综合利用星历知识、指南针和航海表来进行导航和定位。
卫星技术应用于海上导航可以追溯到20世纪60年代的第一代卫星导航系统Transit,但是它有不连续导航、定位的时间间隔不稳定等缺点。
GPS系统的出现克服了Transit系统的局限性,而且提高了定位精度、可进行连续的导航、有很强的抗干扰能力，取代了陆基无线电导航系统,在航海导航中发挥了划时代的作用。
2000年我国建成北斗卫星导航试验系统，中国成为第三个拥有自主卫星导航系统的国家。
截至2012年底，北斗卫星导航系统已经成功发射16颗卫星，并组网运行，形成区域服务能力。
目前在北京、郑州、西安、乌鲁木齐等地区，中国卫星导航定位精度可达7米，在东盟国家等低纬度地区，定位精度可达到5米左右。
随着新一代北斗导航卫星的发射，以及在技术以及管理上的诸多创新,北斗卫星导航精度有望继续提高。
水下定位系统(USBL)
THANKS
感谢观看
和应用。
数据传输
通过有线或无线方式将定位数据 实时传输到上位机或控制中心，
实现远程监控和管理。
数据接口
提供标准的数据接口，方便与其 他系统进行集成和数据共享。
04
USBL系统性能指标评价方法
定位精度指标分析
均方根误差(RMSE)
衡量定位精度的常用指标，计算预测位置与实际位置之间的欧氏距离的平均值。
USBL定位算法
到达时间差（TDOA）定位算法
通过测量声波到达不同接收阵元的时间差，结合阵列的几何关系和声速信息，解算出目标 的位置。
到达角度（AOA）定位算法
利用阵列信号处理技术估计出声波到达阵列的方位角和俯仰角，进而确定目标的位置。
联合TDOA和AOA定位算法
同时利用TDOA和AOA信息，构建联合定位方程组，提高定位精度和稳定性。
深度学习算法应用
通过深度学习算法对传感器数据进行处理和分析 ，提高水下定位系统的智能化水平。
新型水声通信技术
采用高速、高效的水声通信技术，实现水下定位 系统与水面支持设备之间的实时数据传输。
智能化、自主化发展趋势
自主导航技术
结合惯性导航、地形匹配等自主导航技术，提高水下定位系统的 自主性和适应性。
最大正负差(Max/Min Error)
表示定位结果中最大正偏差和最大负偏差，用于评估系统的极端误差情况。
圆概率误差(CEP)
以50%的概率落在以真实位置为圆心、半径为CEP的圆内的定位误差。
稳定性指标评估
01
重复定位精度
在相同条件下，多次定位结果的 一致性程度，反映系统的稳定性 。
漂移误差
02
03
水下定位系统(USBL)
烧脑的“水下通信”
烧脑的“水下通信”水下通信是指在水下进行信息传输的一种无线通信技术。
通常来说，水下通信是由水下无线电通信、水声通信和光纤通信等方式组成的综合系统。
这些通信方式在水下作业和海洋探测等方面有着非常重要的应用。
本文将对水下通信的技术原理、应用及存在的问题进行探讨。
水下通信的技术原理水下通信在技术原理上与陆地通信存在很大的不同。
由于水的折射率高，电磁波在水下传播会受到很强的衰减，传输距离会受到很大的限制。
因此，水下通信通常采用的是水声通信和光纤通信。
水声通信是指利用水声波进行通信的一种技术。
水声波具有能在水中传播的特点，并且能够在深海中保持较大的强度。
利用水声通信可以在水下传输语音、数据等信息。
光纤通信则是利用光纤传输光信号进行通信的一种技术。
光纤通信具有传输速度快、抗干扰能力强等优点。
在水下通信中，利用光纤通信可以构建强大的海洋观测网络，用于实时监测海洋环境和海洋生物。
水下通信在军事、科学研究、海洋勘探等领域有着广泛的应用。
在军事方面，水下通信被广泛应用于水下战争中。
军方利用水下通信来进行指挥、情报收集和情报传输等任务。
水下通信可在深海中传输信号，既能进行低频率的超长波传输，也能进行高频率的红外线传输。
这些信号的传输距离不受地球曲率的限制，能在千米范围内进行远距离通信。
在科学研究方面，水下通信被广泛应用于海洋物理学、海洋生物学、海洋地质学等领域。
水下通信可用于实时监测海洋环境、测量海水温度、盐度及深度等参数。
同时，还可以用于探测海洋生物的分布、生态习性及物种数量等信息。
在海洋勘探方面，水下通信被广泛应用于油气勘探、海洋矿产资源勘探等项目中。
水下通信可用于定位、导航和测量操作，同时能实现海上到海底的双向数据传输。
水下通信存在的问题虽然水下通信应用广泛，但是在实践中仍然存在着很多问题。
其中最主要的是水下通信的传输距离和传输速度受到了限制。
传输距离问题主要是由于水下通信受到水的折射率的影响，因此通信距离有限。
海洋船舶北斗定位导航系统解决方案(海洋)
海洋船舶北斗定位导航系统解决方案华云科技有限公司2013年10月目录一、综述 (4)二、系统解决方案 (5)（一）设计目标与原则 (5)1.设计目标 (5)2.设计原则 (6)（二）总体方案设计 (6)1. 卫星导航运营中心 (7)2. 岸端监控中心 (8)3. 船载北斗定位导航终端 (8)（三）岸端监控中心功能设计 (9)1.岸船信息互通 (9)2.位置监控 (9)3.应急调度 (9)4.船舶报警 (10)5.增值信息服务 (11)6.系统管理 (11)7.系统接口 (12)（四）船载北斗定位导航终端 (13)1.主要特点 (14)2.终端功能 (14)3.主要性能指标 (19)（五）硬件环境要求 (20)1. 主机存储 (20)2. 网络 (21)3. 系统支撑软件 (21)三、系统造价 (23)（一）概算一（终端含屏及本地导航） (24)（二）概算二（终端不含屏） (25)一、综述最古老的航海导航的方法是罗盘和星历导航，人类通过观察星座的位置变化来确定自己的方位；最早的导航仪是中国人发明的指南针,后来发展成一直为人类广泛应用的磁罗经。
在随后的两个世纪里，人类通过综合利用星历知识、指南针和航海表来进行导航和定位。
卫星技术应用于海上导航可以追溯到20世纪60年代的第一代卫星导航系统Transit,但是它有不连续导航、定位的时间间隔不稳定等缺点。
GPS系统的出现克服了Transit系统的局限性,而且提高了定位精度、可进行连续的导航、有很强的抗干扰能力，取代了陆基无线电导航系统,在航海导航中发挥了划时代的作用。
2000年我国建成北斗卫星导航试验系统，中国成为第三个拥有自主卫星导航系统的国家。
截至2012年底，北斗卫星导航系统已经成功发射16颗卫星，并组网运行，形成区域服务能力。
目前在北京、郑州、西安、乌鲁木齐等地区，中国卫星导航定位精度可达7米，在东盟国家等低纬度地区，定位精度可达到5米左右。
随着新一代北斗导航卫星的发射，以及在技术以及管理上的诸多创新,北斗卫星导航精度有望继续提高。
第4章长基线水声定位系统LBL
三个应答器的情况
用于4边形应答器阵的两种校准方法
1）条件方程法
2) 坐标变动法
16
2019/7/13
4.3 海底应答器阵的校准
两个应答器的情况
问答机
简单的方法是在应答器布
R1
放时利用无线电定位或
应答器1
GPS记下投放点的位置。
h
R2
应答器2
也可利用船上问答机与应 答器连续进行应答，测量 问答机与两应答器的距离。
20
2019/7/13
4.3 海底应答器阵的校准
四个应答器的情况 1）条件方程法
D
A6 A7
C
A5 A4
四边形的构成条件：
X
A8
四边形角度调整步骤为：
A1
8
A
由 Ai 360 式调整8个角度之和为0；
A3
A2 B
i 1
由式 A1 A2 A5 A6 0 和 A3 A4 A7 A8 0
应答信号
t3 2T1
问答机在t1时刻接收 到FSS发出来的信号
T1 F4
T5 t1
F2
F3
T3 F3
间隔 t3
T3 t2 t3 T1
15
R3 cT3
2019/7/13
4.3 海底应答器阵的校准
校准的目的：布放应答器时有误差≠GPS的数据。
本节提到的校准方法，即测量应答器的相对坐标，可以没有 GPS数据，在有GPS数据后可以得到应答器的绝对坐标，还 使校准方法简单化，可以绕着应答器航行，可以利用超短基线 ＋GPS初步确定应答器的位置，在通过解斜距方程，精确确 定应答器的位置。
水下定位与导航技术声学多普勒测速技术概述课件
24
2023/9/20
安装角度偏离误差及其校正 基阵安装误差带来的系统误差，可通过现场测速进 行校正。 由几何关系有两个速度之间的关系
安装角度与船的首尾线的几何关系
由多普勒测速仪可以得到的速度值为
25
2023/9/20
安装角度偏离误差及其校正
校准方法
安装偏移角的校正，可在海上进行。 船保持直线航行一段距离，例如几海里，在航速达到稳定
后利用差分GPS测量起止点的船位，根据航行时间得到船
的平均速度 vx、vy。
利用船上的高精度罗径得到的航向，算得船坐标系的两个
速度分量vx、vy 。在速度稳定航段中，利用多普勒计程仪 测得的两个速度分量同样也取平均值v’x、v’y.
计算安装偏移角
26
2023/9/20
安装角度偏离误差及其校正 校准方法
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2023/9/20
5.3 影响多普勒测速的主要因素及改 进方法
由解算公式近似引起的误差 船舶摇摆引起的测速误差及摇摆补偿 传播声速引起的测速误差 有限波束宽度的影响 噪声对频率测量的影响 安装角度偏离误差及其校正
20
2023/9/20
噪声对频率测量的影响 过零检测法—测量N次过零的时间计算回波频率。
由公式可以看出，声速有多大的相对误差，将引起同样的测速 误差（相对误差）
进行声速补偿的方法
测量换能器表面处的声速，计算速度时使用现场测得的声速。
导流 测量换能器表明的温度，计算速度时使用现场测得的声速。
罩充 是利用专门的测量装置，测量温度、盐度和压力，再利用声速计
油，
算公式计算声速。
恒温
由声速的计算公式，只要保持
6
2023/9/20
第六章——声学定位及综合导航
为水面上或水体中目标定位。 若潜艇、水面船只上安装该设备，则可以为特殊地区(无法 或不能进行GPS定位)情况下运动载体进行定位。 开发出高精度定位的水下DGPS系统，建立水下立体高精度 定位系统，解决深拖、ROV(Remotely Operated Vehicle)、 深海载人潜器以及各种取样器和特殊水下工程的水下高精度 定位问题。
水听器
水声应声器
声信标工作方式（测时差/相差定位方式）
H1
x
bx
H2
z
测量T到H1和H2的时间差为t1=t1-t2， 测量T到H2和H3的时间差为t2=t2-t3 则产生的距离差为vt1和vt2 ，则相 应的角度x、y和z为：
x
P y
T
x
R
x
sin x sin y
水下声学定位目前常采用的系统主要有：
长基线定位系统 短基线定位系统
超短基线定位系统
在实际应用中，由于单一定位系统的缺陷，需要 将几个系统联合起来，保证定位或导航结果的正确性， 即组合导航
§6.2 长基线声学定位系统
通常在海底布设3个以上的应答器Ti，以一定的图形 组成海底基阵，如三角性或四边形。基线长度按照 作业区域确定。运载工具位于基阵内，测量到Ti的 距离而确定点位。 长基线的定位精度比较高，一般可达到5m~20m， 最大测程为5km，定位方式有两种：
响应器工作方式
响应器是通过电缆与测量船相连接的。响应器的发 射是由测量船控制的。触发一次，测量一次。 响应器的工作方式与应答器的工作方式基本相同。 不同之处在于询问应答是声路径，而响应应答是电 路径，因而计算作业船到响应器的距离仅使用单程 传播时间。 与应答器的工作方式相比，该方法的电 路径询问干扰小，可靠性好；缺点在于需要电缆连 接。
超短基线水声定位课件
超短基线（USBL）主要用户——水下打捞与救助系统
• 中国交通下属海事局、救助打捞局以及文物考古所等。
如海底沉船、失事飞机残骸的搜索打捞作业中必须动用ROV或AUV对失事区域进行大范围 搜索，同样需要水声定位系统，水声定位系统可监测引导ROV/AUV 的行进路线。
蛟龙号上使用的长基线定位系统
超短基线（USBL）主要用户——水下工程施工
水声定位产品在水下铺排定位的应用
• RTKGPS参考站
水声定位产品在水下铺排定位的应用
• 水下应答器定位结果：
x 3508773.077
x 3508772.986
高斯投影平面坐标对比 RTKGPS参考值： y 12075.115 测量值: y 12075.535
h 19.905
h 19.252
水声定位产品在水下铺排定位的应用
应答器编号 33 31 40
x（米） 3466136.744 3466109.662 3466118.658
y（米） 384922.491 384908.772 384960.271
第一张排布上应答器的高斯投影平面坐标
水声定位产品在水下铺排定位的应用
实际施工后测量 第二张排布测量结果 3月7日下午2点施工，至晚上8点完成施工，排上放置5个应答器 （编号为3,23,28,42,46）。 第二天上午进行测量，5个应答器全部正常应答，测量结果如下：
水声定位产品在水下铺排定位的应用
铺排过程中，采用超短基线定位模式， 对排体位置进行实时跟踪，指导施工。
排布铺设完毕后，采用长基线定位模 式，对排体在水下的最终位置进行高 精度定位检测，定位精度达到0.5米以 内。
水声定位产品在水下铺排定位的应用
• 用于铺排作业定位的 抛弃型应答器
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73%
项目一
20%
30%
ห้องสมุดไป่ตู้
项目二
56%
50%
项目三
29%
75% 项目四
77%
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PART 01
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2019
解决方案PPT
YEAR-END SUMMARY PLAN BUSINESS REPORT PPT IN THE NEW YEAR
Chinese companies will no longer remain in the hard stage and they are also promoting a culture Chinese companies will no longer remain
04
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05
01
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三个代表”“十六大”报告，而且举实例让他们树立身残志坚自立自强自尊自信的“四 实现平等参与，发展自己，从而奉献社会。 五培训后的效果。参加培训的学员遍及晋城
医院扶残助残大环境的影响熏陶及政治思想课的教育下，学员的整体素质都有明显提高 师长，彼此间相处融洽，在生活上互帮互助，在学习上互相鼓励，共同提高共同进步， 搭配分组，轮流打扫教室宿舍卫生，保持室内环境干净整洁，
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人员 分配
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严谨
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PART 02
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MARKETING
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GROUP
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共同营造一个温馨舒适洁净的求知生活空间，托起了一片爱的晴空。 六颁发证书。每年
人按摩培训班。学制个月，医院提供住宿，费用自理。培训结束后，学员们参加了按摩 的考试，全部取得优异的成绩，合格毕业，并颁法了盖有劳动局和按摩指导中心章的按 和结业证书，为按摩培训画上了圆满的句号。 七全部就业。结业后，他们各展其才，凭 实的按摩理论和娴熟的按摩手法，全部就了业，找到了自己
学员们在课堂上学习理论，课余则安排在按摩病房见习临床治疗，此外，课程结束后， 员安排一个月的临床实习时间，使他们可以将所学的知识巩固消化。 四课程安排。开设
有《解剖学》《中医学基础理论》《经络学》《输穴学》《按摩治疗学》，另外学习了 思想政治课等等。共计课时。学习班教学时间安排实行周六制，每周安排一天半的休息 期间，注重培养学员的政治素质，不但向学员系统地阐述了“
01 02 03 04
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in the hard stage and they are also promoting a culture
目录
CONTENTS
1
项目简介
ANNUAL WORK SUMMARY
2
项目计划
COMPLETION OF WORK
3
市场分析
SUCCESSFUL PROJECT
4
未来规划
NEXT YEAR WORK PLAN
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2017
2018
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