水声定位基本原理与发展趋势
水声探测技术的未来发展趋势研究
水声探测技术的未来发展趋势研究在人类探索海洋的征程中，水声探测技术一直扮演着至关重要的角色。
从早期简单的声纳设备到如今高度复杂和精密的系统，水声探测技术不断演进，为我们揭开海洋深处的神秘面纱。
那么，未来的水声探测技术又将朝着哪些方向发展呢？首先，多基地和分布式水声探测系统有望得到更广泛的应用。
传统的单基地水声探测系统存在探测范围有限、易受干扰等问题。
而多基地和分布式系统通过在不同位置布置多个传感器节点，可以实现对更大范围的有效监测。
这些节点相互协作，能够获取更全面、更准确的目标信息。
例如，在广阔的海洋区域进行水下目标的搜索与跟踪时，多基地和分布式系统能够通过多个角度的探测数据融合，大大提高探测的精度和可靠性。
其次，随着材料科学的不断进步，新型水声材料的研发将为水声探测技术带来新的突破。
高性能的声学换能材料能够提高声信号的发射和接收效率，从而增强探测系统的性能。
比如，具有更高压电性能的陶瓷材料以及更轻质、高强度的复合材料，将使得水声传感器更加灵敏和耐用。
同时，声学超材料的出现也为水声探测带来了新的可能性。
声学超材料具有独特的声学特性，可以实现对声波的灵活调控，如声波的聚焦、散射和隐身等，这将有助于提高探测系统的抗干扰能力和目标识别能力。
再者，智能化和自主化将成为水声探测技术发展的重要趋势。
未来的水声探测系统将具备更强的自主决策和自适应能力。
通过搭载先进的算法和人工智能技术，系统能够自动分析和处理大量的水声数据，实时识别目标特征，并根据环境变化调整探测策略。
例如，在复杂的海洋环境中，系统能够自动选择最优的工作频率和信号模式，以适应不同的传播条件。
此外，智能化的水声探测系统还能够与其他海洋监测设备和平台进行高效的协同工作，实现信息的共享和融合，从而构建更加全面和精准的海洋监测网络。
另外，高分辨率和高精度的水声成像技术也将取得显著进展。
当前的水声成像技术在分辨率和清晰度方面仍存在一定的局限性，限制了对目标细节的准确把握。
水下声学定位技术的精确度提升
水下声学定位技术的精确度提升在探索神秘的水下世界时，水下声学定位技术如同我们的眼睛，帮助我们在深邃的海洋中找准方向、确定目标的位置。
然而，要想让这双“眼睛”看得更准，提升其精确度至关重要。
水下声学定位技术的原理其实并不复杂。
它就像是我们在陆地上通过声音来判断声源的位置一样，只不过在水下环境中，情况要复杂得多。
声音在水中的传播速度、衰减特性以及多路径传播等因素，都会给定位带来挑战。
要提升水下声学定位技术的精确度，首先得从声源入手。
一个稳定、清晰且特征明显的声源能为定位打下良好的基础。
这就要求我们在声源的设计和制造上下功夫，使其发出的声音具有高度的可识别性和稳定性。
比如，优化声源的频率特性，让其在水中传播时受到的干扰更小。
信号处理技术也是提升精确度的关键。
接收到的声学信号往往夹杂着各种噪声和干扰，如何从这些杂乱的信号中准确提取出有用的信息，是个不小的挑战。
先进的滤波算法、降噪技术以及信号特征提取方法的应用，能够有效地提高信号的质量和清晰度。
还有一个不能忽视的因素就是传播介质。
水的温度、盐度和压力等物理特性都会影响声音的传播速度和路径。
因此，对水下环境的实时监测和准确建模就显得尤为重要。
通过建立精确的水下声学传播模型，我们可以更好地预测声音的传播情况，从而对定位结果进行更准确的修正。
测量设备的精度和性能也直接关系到定位的精确度。
高灵敏度的水听器、高精度的时钟以及先进的信号采集系统，能够捕捉到更微弱、更准确的声学信号，为精确定位提供有力的支持。
此外，多基站协同定位的方法也能显著提升定位的精确度。
通过在不同位置布置多个声学基站，同时接收目标发出的信号，并对这些信号进行综合分析和处理，可以有效地消除定位中的误差和不确定性。
在实际应用中，为了进一步提高水下声学定位技术的精确度，还需要不断地进行现场测试和校准。
不同的水域、不同的任务需求，都可能需要对定位系统进行针对性的调整和优化。
同时，跨学科的合作也为提升水下声学定位技术的精确度带来了新的机遇。
水声学原理知识点总结
水声学原理知识点总结【1】水声学原理的基本概念1.1. 声波的产生与传播声波是一种机械波，是在介质中震动传递的波动。
声波通常是由物体振动引起的，当物体振动时，周围的空气分子或水分子也随之振动，形成声波。
在水中，声波的传播速度一般比在空气中要快。
1.2. 水声频率与声波速度水声波的频率通常在20 Hz-200 kHz之间，与空气中的声波频率范围相似。
不同频率的声波在水中的传播速度也有所不同，通常音速约为1500 m/s。
1.3. 水声学的应用领域水声学在海洋工程、海洋资源开发、水下通信、声纳探测、水下定位等领域有广泛的应用，其中声纳技术是水声学应用的重要方面。
【2】声波在水中的传播2.1. 声波的传播方式声波在水中的传播方式与在空气中的传播方式类似，可以分为纵波和横波。
其中纵波是介质中质点沿波的传播方向振动的波动，而横波则是介质中质点振动方向与波的传播方向垂直的波动。
2.2. 水声波的衰减水中声波在传播过程中会受到水的吸收和散射等因素的影响，导致声波的衰减。
较高频率的声波在水中的衰减更为显著，这也是水声通信和声纳探测中需要考虑的重要因素。
2.3. 水声波的折射和反射声波在水中传播时，会发生折射和反射现象。
当声波通过不同密度的介质界面时，会因为介质密度的不同而发生折射现象；在与固体或液体的界面发生交界时，声波会发生反射。
【3】水声信号的特点3.1. 水声信号的特点水声信号与空中声信号相比有一些特殊的特点，如传播距离远、传播速度快、传播路径复杂、受环境干扰大等。
3.2. 水声通信的特点水声通信由于其传播路径的复杂性和环境干扰的影响，通常需要考虑信号传播延迟、传播路径损耗、噪声干扰等问题。
3.3. 声纳探测的特点声纳探测是利用声波在水中传播的特性来进行目标探测和定位，需考虑水中声波传播的复杂性、目标散射特性等因素。
【4】水声传感器技术4.1. 水声传感器的种类水声传感器包括水中听音器、水中发射器、水下通信装置等。
水声通信原理
水声通信原理水声通信是一种利用水介质传输信息的通信方式，它在海洋科学、海洋资源勘探、水下探测等领域有着广泛的应用。
水声通信利用水的传导性能，通过声波在水中的传播来进行信息传输，具有传输距离远、传输速度快、抗干扰能力强等优点。
本文将介绍水声通信的原理及其相关知识。
1. 声波在水中的传播特性。
声波是一种机械波，它需要介质来传播。
在水中，声波的传播速度约为1500米/秒，这个速度比空气中的声速要快得多。
由于水的密度大、分子间的相互作用力强，声波在水中的传播距离也更远。
另外，水中的声波传播还受到水温、盐度、压力等因素的影响。
2. 水声通信系统的组成。
水声通信系统通常由发射器、接收器和信号处理器组成。
发射器将电信号转换为声波信号，并将其传播到水中；接收器接收水中的声波信号，并将其转换为电信号；信号处理器用于对接收到的信号进行处理和解码，以获取所需的信息。
3. 水声通信的应用。
水声通信在海洋科学研究中有着重要的应用，比如海洋动力学、海洋地质学、海洋生物学等领域；在海洋资源勘探中，水声通信可以用于声纳探测、声呐定位等；在水下探测领域，水声通信可以用于水下声呐、水下通信等方面。
此外，水声通信还被广泛应用于水下定位、水下导航、水下通信等方面。
4. 水声通信的发展趋势。
随着科学技术的不断发展，水声通信技术也在不断进步。
未来，人们将更加关注水声通信系统的节能性能、抗干扰能力、传输速度等方面的提升，以满足更广泛的应用需求。
同时，水声通信系统的智能化、自适应性也将成为发展的重点方向。
总结。
水声通信作为一种重要的通信方式，其原理和应用具有重要的科学研究和实际应用价值。
通过对水声通信的传播特性、系统组成、应用领域和发展趋势的介绍，我们可以更好地了解水声通信技术，并为其未来的发展提供一定的参考。
希望本文对您有所帮助，谢谢阅读！。
水下定位系统(USBL)
实现水下定位系统的无人值守运行，降低人力成本和维护难度。
面临的技术挑战与解决方案
信号衰减与多径效应
复杂海洋环境影响
针对水声信号在水下传播过程中的衰减和多 径效应问题，采用先进的信号处理技术进行 补偿和校正。
考虑复杂海洋环境（如温度、盐度、海流等） 对水下定位系统性能的影响，建立相应的环 境模型并进行优化。
海洋环境监测
通过USBL系统布放的水下传感器网络，实时监测海洋环境参数， 为海洋资源开发提供决策支持。
水下考古与文物保护应用
水下遗址定位
利用USBL系统对水下遗址进行精确定位，为后续的水下考古工作 提供准确的位置信息。
文物发掘与保护
结合水下机器人等设备，对水下文物进行发掘、清理和保护工作， 确保文物的完整性和安全性。
在不同信噪比条件下，测试系统的定位精度和稳 定性，以评估系统对信号质量的依赖程度。
05
USBL系统在水下工程应用案例
海洋资源勘探与开发支持
油气资源勘探
利用USBL系统对水下钻探设备进行精确定位，确保钻探作业的 准确性和安全性。
海底地形测绘
结合多波束测深仪等设备，实现海底地形的高精度测绘，为海洋 工程提供基础数据。
03
USBL系统组成及功能
发射换能器与接收换能器
01
02
03
发射换能器
将电信号转换为声信号， 向水下目标发射定位信号。
接收换能器
接收来自水下目标的反射 信号，并将其转换为电信 号供后续处理。
换能器阵列
由多个发射和接收换能器 组成，实现信号的定向发 射和接收，提高定位精度。
信号处理与控制系统
信号预处理
02
USBL系统基本原理
水声成像技术及其发展趋势
水声成像技术及其发展趋势水声成像技术，这玩意儿听起来是不是特别高大上？嘿，其实它和咱们的生活还真有着千丝万缕的联系呢！先来说说啥是水声成像技术吧。
想象一下，你在一个黑漆漆的深海里，啥都看不见，这时候如果有一种技术能像眼睛一样让你看清周围的环境，那该多牛！水声成像技术就是这样的“眼睛”。
它利用声波在水中传播的特性，把接收到的声波信号转换成图像，让我们能了解水下的情况。
我记得有一次，我去参观一个海洋科研所，有幸亲眼看到了水声成像技术的实际应用。
当时，科研人员正在对一片海域进行探测。
屏幕上显示出的图像一开始模糊不清，就像那种老电视信号不好的时候。
但随着技术的不断调整和优化，图像越来越清晰，我居然能看到海底的礁石、游动的鱼群，甚至是隐藏在沙子里的小贝壳！那种感觉，就像是我自己也置身于海底世界，能真切地感受到每一个细节。
水声成像技术的应用那可太广泛了。
在海洋探索方面，它能帮助科学家们更好地了解海底地形、地质结构，发现新的物种和生态系统。
比如说，以前我们对深海的了解就像隔着一层厚厚的雾，而现在有了水声成像技术，这层雾就被慢慢吹散了。
在军事领域，它也是一把利器。
可以用来探测敌方的潜艇、水雷等，保障国家的安全。
这就好比在黑暗中，我们有了一双敏锐的眼睛，能提前发现潜在的威胁。
还有在水下工程方面，比如修建海底隧道、铺设海底电缆，水声成像技术能够让施工人员清楚地知道水下的情况，避免出现意外。
那水声成像技术未来会怎么发展呢？我觉得啊，它肯定会越来越厉害！首先，图像的分辨率会越来越高，说不定以后我们能看清海底微生物的一举一动。
其次，探测的范围也会更广，更深的海底秘密也将被揭开。
而且，它可能会和其他技术结合，比如人工智能，让图像的分析和处理更加智能和高效。
随着科技的不断进步，水声成像技术就像一个不断成长的孩子，会给我们带来越来越多的惊喜。
说不定有一天，我们通过手机就能实时看到深海的奇妙景象，那该有多棒！总之，水声成像技术的发展前景一片光明，它将继续为我们探索海洋的奥秘、保障国家安全、推动工程建设发挥重要作用。
(完整版)水声学原理(第一章)
参考值
10
1.6.2声压级等于声强级:
L I
10 log
I I
0
10
log
p2
c
p2 0
c
20 log
p p
0
L
p
注意参考值不同产生的声级差别:
1971年以前曾用： =20μPa＝2×10－4达因/厘米2，换算到现在标准要加26分贝。 ＝1 达因/厘米2＝1μb（微巴）＝10－5μPa，换算到现在的标准 要加100分贝。
水声技术的成果突出反映在两个方面 1、声呐性能的不断提高：探测距离原来越远、对目标的定位、跟踪能力越来越强 2、应用声自导或声引信的水中兵器（鱼雷、水雷、深水炸弹等）的作战能力不断 提高。
因此，现代舰艇在水下面临的威胁与水声技术的水平有直接的关系。声隐身 性能是潜艇水下隐蔽性的核心。
4
1.4、水声技术的发展历史
声学中采用分贝计量的原因： ❖声学量的变化大到六、七个数量级以上
▪ 从窃窃私语到大型喷气式飞机起飞的声功率差十个数量级； ▪ 人耳的听阈在频率1kHz时是20μPa（微帕），痛阈是20Pa， 相差六个数量级； ▪ 在水中，一艘老式潜艇的辐射总声功率达到数瓦，而新型的 低噪声潜艇不到1微瓦，相差六、七个数量级。 ❖人耳（仪器）的响应近似与声压或声强的对数成比例。
5
1.5 声呐简介
声呐（声纳）-SONAR(Sound Navigation and Ranging)
凡是利用水下声信息进行探测、识别、定位、导航和通讯的系统，都通称为声呐系 统。声呐的主要应用是军用声呐。按工作方式可以分为：主动声呐和被动声呐。 按安装平台分可以分为： ❖潜艇声呐：潜艇上的电子设备是声呐。一般核潜艇装有10～15部声呐。主要有： 艏部主、被动综合声呐；被动测距声呐；舷侧阵声呐；拖曳线列阵声呐。 ❖水面舰声呐：舰艏声呐；变深拖曳声呐；拖曳线列阵声呐。 ❖机载声呐和浮标：吊放声呐；声呐浮标。 ❖海洋水声监视系统：岸站（岸边海底固定式声呐）；预警系统 ❖水声对抗器材：鱼雷报警声呐；声诱饵；干扰器；气幕弹 ❖水中兵器自导：鱼雷声自导；水雷声引信； ❖其它：通讯仪、鱼探仪、多普勒测速仪、浅地层剖面仪等。
水声定位
各个水听器测的与目标的斜距为：
长基线水声定位系统
目标与原点的斜距为：
将式中
展开得：
从而得到：
ri
消去
r
可得方程：
用矩阵可写作：
其中，
但矩阵A奇异，因此方程有多个解，得不到唯一解。考虑再增加一个水听器， 并测得它与目标的斜距 r4，可得另一个方程：
消去
r 得：
用上式代替矩阵方程第三行，则矩阵A非奇异，方程组可得到唯一解。 但当水听器都位于同一水平面，且 仍然是奇异矩阵，可用三个水听器得测量值以及 已知时 ，矩阵A 联立，得方程组：
在海底布设由T1，T2，T3组成的水听 器接收基阵，在直角坐标系坐标分别为
T1 (x1, y1,z1), T2 (x 2 , y2 ,z2 ), T3 (x3 , y3 ,z3 ) ，水听器位置
校准后，则假定坐标为已知量。 各个水听器到原点的距离为：
di xi 2 yi2 zi2 (i 1, 2,3)
短基线水声定位
系统组成: 1) 被定位的船或潜器上至少有3个水听器。 2) 间距在5～20米的量级。 3) 水面船上面装有问答机 4) 一个同步信标（或应答器）置于海底 工作原理 问答机接收来自信标（或应答器）发出的信号， 根据信号到达各基元的时间，求得斜距，据此可计算 水面船相对于信标（或应答器）的位置。
超短基线定位系统的基阵长度一般在几厘米到几十厘米，与前两种不同，利
用各个基元接收信号间的相位差来解算目标的方位和距离。 若按照工作方式划分，以上三种定位系统都可以选择使用同步信标或应
答器工作方式。
询问器或问答机:是安装在船上的发射器和接收器。它以一个频率发出询 问信号，并以另一频率接收回答信号。接收频率可以多个，对应于多个应 答器，常常只相隔0.5kHz。发射和接收换能器是无指向性的。 应答器:是置于海底或装在载体上的发射/接收器。它接收问答机的询问信 号（或指令），发回另一与接收频率不同的回答信号。收发换能器无指向 性的。 声信标:置于海底或装在水下载体（潜器）上的发射器，它以特定频率不 停的发出声脉冲。它是自主工作的。声信标分同步式和非同步式两种。 响应器:置于海底或装在水下载体（潜器）上的发射器，它由外部硬件 （如控制线）的控制信号触发，发出询问信号。问答机或其它水听器接收 它的信号。它常用于噪声较强的场合。
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一、水声定位技术简介自从1912年在美国出现了第一台水声测深仪以后，开始有了水声助航设备。
二战中，对水下目标的探测和测量受到了重视，并在战后得到了迅速的发展。
1958年，美国华盛顿大学应用物理实验室在达波湾建成了三维坐标跟踪水下武器靶场。
这种水下定位跟踪技术在六十年代后期得到广泛应用，成为鱼雷靶场的主要测试方法。
迄今为止，国内外水下武器靶场使用的水下定位跟踪系统有多种类型，按其安装方式可分为固定式跟踪系统、活动式(船载)跟踪系统和轻便式跟踪系统。
固定式跟踪系统的水下测量设备大多数固定在海底，其范围大、费用高，只能在固定海区使用；活动式跟踪系统的全部设备都固定安装在活动平台上，试验时随活动平台开往试验海区；轻便式跟踪系统的体积和重量相对较小，可以随时布放和回收，并可通过飞机、车辆和船只从一个试验区运送到另一个试验区。
这三种水下定位跟踪系统虽然在结构上有较大差别，但在原理上均是依赖于几何原理的水声学定位方法。
根据接收基阵的基线可以将水声定位技术分为三类：长基线(LongBase-Line)、短基线(Short Base-Line)、超短基线(Ultra Short Base-Line)。
表1.1列举了这三种水声定位技术的典型基线长度。
目标声源到各个基元间的距离确定目标的位置。
短基线水声定位系统的基阵长度一般在几米到几十米的量级，利用目标发出的信号到达接收阵各个基元的时间差，解算目标的方位和距离。
超短基线定位系统的基阵长度一般在几个厘米到几十厘米的量级，它与前两种不同，利用各个基元接收信号间的相位差来解算目标的方位和距离。
若按照工作方式来划分，以上三种定位系统都可以选择使用同步信标工作方式或应答器工作方式。
采用同步信标工作方式，要求在待测目标或测量船上都安装高精度同步时钟系统，信标按规定的时刻定时发射信号，并据此确定目标位置。
应答器工作方式要求在应答和测量船上都安装询问(应答)发射机和接收机。
通常所说的水声定位系统所测得的目标位置统)结合起来进行坐标变换，就能得到水下目标在大地几何坐标中的位置或轨迹。
坐标，都是相对于某一参照物的位置而言。
这个参照物有时就是基阵的载体(通常相对坐标系的某一个轴线和舰船的艏艉线重合)，它并不真正给出目标的大地几何坐标位置。
然而水声定位系统和其他的导航系统(如近年来获得广泛应用的卫星导航定位系统)结合起来进行坐标变换，就能得到水下目标在大地几何坐标中的位置或轨迹。
二、水声定位系统迄今为止，水下目标定位跟踪的主要手段仍是依赖于几何原理的水声学定位方法。
通常用声基线的距离或激发的声学单元的距离来对声学定位系统进行分类。
水声定位系统，根据所实施的原理和测量手段不同，又可分为“方位--方位”、“方位--距离”和“距离--距离”三种测量系统。
大部分的长基线、短基线系统都属于后者。
距离测量水声定位系统是通过测量水下声源所辐射的声信号从发射到接收所经历的时间及声速来确定声源到各接收点的距离，从而实现对目标进行定位的。
2.1超短基线定位系统如图1所示，超短基线定位系统的所有声单元(三个以上)，集中安装在一个换能器中，组成声基阵，声单元之问的相互位置精确测定，组成声基阵坐标系，声基阵坐标系与船的坐系之间的关系要在安装时精确测定，包括位置(X、Y、Z 偏差)和姿态(声基阵的安装偏差角度：横摇、纵摇和水平旋转)。
系统通过测定声单元的相位差来确定换能器到目标的方位(垂直和水平角度)；换能器与目标的距离通过测定声波传播的时间，再用声速剖面修正波束线确定距离。
以上参数的测定中，垂直角和距离的测定受声速的影响特别大，其中垂直角的测量尤为重要，直接影响定位精度，所以多数超短基线定位系统建议在应答器中安装深度传感器，借以提高垂直角的测量精度。
超短基线定位系统要测量目标的绝对位置(地理坐标)，必须知道声基阵的位置、姿态以及船舷向，这可以由GPS，运动传感器和电罗经提供。
系统的工作方式是距离和角度测量(range/angle)。
图1超短基线定位系统示意图超短基线的优点：低价的集成系统、操作简便容易；只需一个换能器，安装方便；高精度的测距精度。
超短基线的缺点：系统安装后的校准需要非常准确，而这往往难以达到；测量目标的绝对位置精度依赖于外围设备精度一一电罗经、姿态传感器和深度传感器。
2.2短基线定位系统如图2所示，短基线定位系统由3个以上换能器组成，换能器的阵形为三角形或四边形，组成声基阵。
换能器之间的距离一般超过10m，换能器之间的相互关系精确测定，组成声基阵坐标系，基阵坐标系与船坐标系的相互关系由常规测量方法确定。
短基线系统的测量方式是由一个换能器发射，所有换能器接收，得到一个斜距观测值和不同于这个观测值的多个斜距值，系统根据基阵相对船坐标系的固定关系，配以外部传感器观测值，如GPS、MRU、Gyro提供的船的位置、姿态、船艏向值，计算得到目标的大地坐标。
系统的工作方式是距离测量(range/range)。
短基线的优点：低价的集成系统、操作简便容易；基于时问测量的高精度距离测量；固定的空间多余测量值；换能器体积小，安装简单。
短基线的缺点：深水测量要达到高的精度，基线长度一般需要大于40m；系统安装时，换能器需在船坞严格校准。
图2短基线定位系统示意图2.3长基线定位系统图3长基线定位系统示意图长基线系统包含两部分，一部分是安装在船只上的换能器或水下机器人，另一个部分是布放在海底固定位置的应答器(三个以上)。
应答器之问的距离构成基线，基线长度按所要求的工作区域及应答作用距离确定，在上百米到几千米之间，相对超短基线、短基线，称为长基线系统。
长基线系统是通过测量换能器和应答器之间的距离，采用测量中的前方或后方交会对目标定位，所以系统与深度无关，也不必安装姿态、电罗经设备，即长基线定位是基于距离测量。
从原理上讲，系统导航定位只需要2个海底应答器就可以，但是产生了目标的偏离模糊问题，另外不能测量目标的水深，所以至少需要3个海底应答器才能得到目标的三维坐标。
实际应用中，需要接收4个以上海底应答器的信号，产生多余观测，提高测量的精度。
系统的工作方式是距离测量(range/range)。
长基线系统的优点：独立于水深值，具有较高的定位精度；多余观测值增加；对于大面积的调查区域，可以得到非常高的相对定位精度；换能器非常小，易于安装。
长基线的缺点：系统复杂，操作繁琐；数量巨大的声基阵，费用昂贵；需要长时间布设和收回海底声基阵；需要详细对海底声基阵校准测量。
2.4组合定位系统为了解决水下仪器导航定位的问题，国外一些研究人员已经尝试研制出了一些联合式的声学定位系统，如图4所示。
组合系统有多种形式，主要是3种声学定位系统的不同组合。
例如L/USBL, L/SBL,S/USBL,L/SBL/USBL等等。
图4组合定位系统示意图组合系统的最大优点是选取不同系统的优势，提高定位精度、扩大应用范围但是组合系统的设备组成和操作也变得更为复杂，组合系统一般是应用户的特殊需要定制。
系统的工作方式是距离测量(range/ range)或距离角度测量(range/angle)。
1.1.1主动定位技术长基线系统是水声定位技术的经典系统，其主动定位方式通过测量收发器和各个应答器之间的距离，采用测量中的前方或后方交汇对目标定位，所以系统与深度无关，也不必安装姿态仪、电罗经等设备，即长基线定位是基于距离测量。
解算方式有同步球面解算、非同步双曲面解算和等时自动跟踪解算三种。
一般来说，长基线系统多是大型固定安装系统，跟踪范围达数百平方公里。
主要优点是精度高、可靠性好、建造费用低、适用于大型深水靶场;缺点是系统复杂、操作繁琐、布设和收回水听器需要时间长。
目前在国际市场上性能较好的长基线定位系统有美国Sonardyne公司的Fusion系列的长基线定位系统，该系列产品可用于水下仪器设备的连续跟踪定位，也可应用于复杂的深海工程建设项目、矿石开采、海难救援等。
挪威Simrad公司的HPR408S型长基线定位系统具有自动校准功能的异频收发阵，使得整个系统在超过3000m的作用范围内可以达到几厘米的定位精度。
HPR408S型长基线定位系统因其高精度、高可靠性、数据更新率高(定位数据更新时间在2s左右)的特点，己经被广泛应用于水下机器人、深拖系统等水下设备的导航定位。
国内比较典型的有哈尔滨工程大学于2002研制的GRAT 系统，系统由10个水面浮标、1个中继站和船载显控分系统构成，并于2004年扩容至16个浮标和2个中继站，可同时跟踪5个目标，跟踪能力可达35 x Skm a 1.1.2被动定位技术目前的被动定位技术主要有3种类型:三元子阵定位，目标运动分析(TMA)和匹配场处理(MFP)。
三元子阵定位是通过测量各基元的相对时延，估计目标的距离和方位。
测距精度与时延估计精度、目标距离、方位、基阵孔径和基阵安装精度等因素有关，其中时延测量精度是关键。
最为著名的系统是上世纪六十年代法国研制的DUUX-5，迄今西方发达国家的艇载被动测距声纳仍以DUUX-5为主要的装备声纳。
目标运动分析是目前技术上较为成熟的一种远程定位方法。
传统的TMA方法以平面波传播模型为基础，实现方式主要有纯方位TMA和频率--方位TMA。
纯方位TMA仅利用方位信息进行目标运动参数(距离、方位、速度等)的估计，为了解决可观测性问题，观测平台必须机动，这限制了该方法的实际应用;频率—方位TMA即利用观测量频率和方位估计目标运动参数，频率信息的引入，使得该方法不要求观测平台机动，提高了实用性。
但传统的目标运动分析方法检测在先，定位在后，要求信噪比足够高，以便在短时间内获得可靠的频率和(或)方位估计值，保证TMA算法的有效实施。
显然，随着声呐作用距离的提高，传统的TMA方法愈来愈难以满足实用要求。
为了在远距离、低信噪比情况下获得可靠的TMA解，相继出现了许多改进的TMA方法。
如时空综合被动定位方法(STI)、多途TMA方法等。
TMA方法定位的关键是利用目标运动的动态信息，与三元子阵定位相比，TMA算法的运算量有所增加，因此算法的快速实现也是算法的研究热点。
匹配场处理技术的提出是水声信号处理领域的一个重大进展，充分利用了声源、信道和环境等一切可利用的信息资源。
其基本原理是:采集水听器测得的声场数据;选择一个有关输入参数(如声速)已知的传播模型，利用这一模型对选定的不同侯选距离和深度计算声源所产生的相应声场;然后将测量场与拷贝场作互相关，呈现最大相关的侯选距离和深度就是该声源的真实距离和深度。
三维匹配场定位可以看作是一维平面波波束形成器的推广，平面波波束形成器在所有可能的方位使声场测量值与平面波声场相“匹配”，而广义的匹配场波束形成器对于所有可能的目标位置使测量场与拷贝场相匹配。