声纳技术定位精度1
火灾中的人员定位与救援
火灾中的人员定位与救援近年来，火灾事故频发，给人们的生命财产安全带来了巨大威胁。
在火灾发生时，人员定位与救援是至关重要的环节。
本文将重点探讨火灾中的人员定位技术和相应的救援措施。
1. 人员定位技术在火灾中，人员定位是指通过一系列技术手段准确辨识和追踪火灾发生地点的人员位置。
下面介绍几种常见的人员定位技术：1.1 微波定位技术微波定位技术利用微波信号在空间中传播的原理，通过在建筑物内安装微波定位设备，可以实时定位火灾中被困人员的位置。
该技术具有定位范围广、定位精度高等优点，但在复杂环境下的表现可能不尽如人意。
1.2 索引定位技术索引定位技术是一种基于无线射频识别（RFID）的定位方式。
通过将RFID标签安装在建筑物内的关键位置，可以实时获取人员的位置信息。
该技术适用于小范围建筑物，但对于大型场所来说，需要增加标签的数量和分布密度，从而提高定位精度。
1.3 声纳定位技术声纳定位技术利用声音在空气中传播的原理，通过在建筑物内安装声纳传感器，可以实时获取火灾中人员的位置信息。
该技术能够在复杂环境中较好地定位人员，但受到建筑物结构和噪声等因素的影响。
2. 救援措施火灾中的人员定位只是第一步，救援行动同样至关重要。
以下是几种常见的火灾救援措施：2.1 疏散通道设置在建筑物内设置合理的疏散通道，确保人员能够快速、有序地撤离是十分重要的。
通道的布置应遵循安全规范，通道宽度和数量应根据人流量进行合理规划。
2.2 紧急照明与标识针对火灾事故，建筑物内应设置紧急照明灯和标识，以便人员在烟雾和黑暗环境中能够快速找到逃生通道。
照明设施的应急供电系统应保证正常工作。
2.3 紧急通信设备火灾发生时，人员与外界的通信就显得至关重要。
建筑物内应配备紧急通信设备，如对讲机或应急电话，以便人员及时报警和与救援人员联系。
2.4 救援装备准备救援人员应配备相应的救援装备，如呼吸器、救生绳等，以确保在救援过程中的安全。
此外，应制定相应的救援方案，包括行动路线和合理的救援顺序。
基于声纳检测的鱼群定位和数量估计研究
基于声纳检测的鱼群定位和数量估计研究水产养殖业的发展对于鱼群定位和数量估计技术的需求非常高。
基于声纳检测的鱼群定位和数量估计研究因此备受关注。
本文将深入探讨这一研究领域的现状、方法和应用前景。
声纳检测技术是通过发送声波信号并测量其返回的回波来实现对鱼群定位和数量估计的一种非侵入性方法。
这种技术可以提供关于鱼群位置、规模和分布的宝贵信息，有助于养殖者进行饲料供应、管理和渔业资源的可持续利用。
在声纳检测技术中，常用的设备包括单波束声纳、多波束声纳和多波束扫描声纳。
单波束声纳通过发送单一的声波束来扫描鱼群，并通过接收到的回波信号来确定鱼群的位置和数量。
多波束声纳则同时发送多个声波束，能够提供更准确和详细的鱼群信息。
而多波束扫描声纳可以通过快速地扫描水体来获取连续的鱼群分布图像。
为了更精确地进行鱼群定位和数量估计，研究人员使用了各种信号处理技术和算法，如实时目标追踪、鱼群提取和分类、目标跟踪和目标计数等。
其中，实时目标追踪技术可以帮助养殖者实时监测鱼群的位置和分布。
而鱼群提取和分类技术可以将鱼群与其他噪声信号区分开来，并提供更准确的数量估计。
目标跟踪技术可以追踪鱼群的移动路径和行为特征，进一步帮助养殖者进行管理和决策。
目标计数技术则可以准确估计鱼群的数量，为养殖者提供重要的养殖指导。
除了在水产养殖领域中的应用，基于声纳检测的鱼群定位和数量估计技术还具有广泛的应用前景。
例如，在海洋调查和渔业资源管理中，这项技术可以提供准确的鱼群分布和演变情况，有助于科学家和政府制定合理的保护和利用政策。
同时，在海上油气勘探和环境监测方面，这项技术也可以用于检测和追踪海洋生物，为环境保护和安全生产提供支持。
然而，基于声纳检测的鱼群定位和数量估计研究还面临一些挑战。
首先，水体噪声、水下环境复杂性以及鱼群特征的多样性可能会影响定位和数量估计的准确性。
其次，合理选择合适的设备和算法以满足不同应用场景的需求也是一个关键问题。
另外，数据处理和分析的复杂性也需要进一步解决，以提高定位和数量估计的精度和效率。
多波束声纳技术
多波束声纳技术多波束声纳技术是一项用于海洋勘探、搜寻和监测的重要技术。
该技术利用多个发射机和接收机的组合来收集来自不同方向的声纳信号，从而提供更准确的海洋环境信息。
本文将详细介绍多波束声纳技术的原理、优势、应用及未来发展。
多波束声纳技术是一种声学成像技术，基于声纳的反射原理。
当声波撞击物体时，会产生回声或反射波，这些波通过传感器接收并转化为电信号。
传感器记录反射波的方向、强度和距离等信息，从而确定物体的位置、形状和构成等信息。
1. 提高声纳信号的分辨率：多波束声纳技术允许在不同方向上同时监测目标，从而提高信号的分辨率。
这种技术的优势在于可以同时捕捉多个角度的反射信号，通过计算并合成这些信号，产生一个更准确的图像。
2. 扩大监测区域：与传统声纳技术相比，多波束声纳技术可以扫描更广阔的水域，监测更大范围的目标。
多波束声纳技术的核心是发射器和接收器的设计。
通常，一个多波束声纳系统由多个发射器和多个接收器组成。
发射器会将声波向不同方向投射；而接收器则将同样的区域内的反射波信号收集回来。
这些发射器和接收器按照不同的排列方式被组装在一起，形成一个多波束声纳阵列。
接着，通过寻找各个接收器收到的反射波信号之间的相对时间延迟和强度变化，系统可以分析来自目标的不同方向的声波信号，最终形成一个具有高分辨率、高准确度的三维声纳图像。
1. 增强了信号处理能力：多波束声纳技术允许同时记录来自不同方向的反射波信号，这意味着系统可以处理更多、更丰富的数据，从而提高识别能力和准确性。
2. 提高了对目标的探测效率：多波束声纳技术可以在一次扫描中覆盖更多的区域，从而提高了探测效率。
多波束声纳技术还可以针对不同类型的目标，进行定向、精细的探测操作。
4. 降低了误报率：多波束声纳技术可以针对不同类型目标进行定向探测和识别，从而减少与非目标物体的误识别，提高探测的真实性。
1. 海洋科学：多波束声纳技术可以用于寻找海底热液喷口、沉船、遗迹以及地下隧道等目标。
基于多声纳基阵FDOA的联合定位技术及精度分析
总第171期2008年第9期舰船电子工程Ship Electronic Enginee ring Vol.28No.991 基于多声纳基阵FDOA 的联合定位技术及精度分析3席林东 占明锋 邢昌风 石章松(海军工程大学电子工程学院 武汉 430033)摘 要 主要对基于单平台多声纳基阵多普勒频率差的联合定位技术和精度进行了分析和推导,给出系统具体的定位公式和误差计算公式,并对系统的模型误差进行了分析。
最后通过仿真,分析不同基阵布阵情况下的受控区域内G DOP 的分布情况及基线和目标的深度等对G DO P 的影响。
仿真结果表明,定位误差与目标和基阵的位置、布阵形式等有关,定位误差随基线长度的增加而减小,当基线增大到一定长度时,定位误差最终趋向稳定,达到最小。
关键词 多基阵;联合定位;基线;定位精度几何稀释;多普勒频率差中图分类号 TN95J oi nt Location an d Accuracy Analysis Usi ng FDOABased on Multip le Sonar Arr aysXi L indong Zhan Mingfe ng Xi ng Cha ngfe ng Shi Z ha ngsong(Electronic Eng.Colle ge ,Naval Univ.of Engineering ,Wuha n 430033)Abs tra ct The joint location and acc ur ac y using FDOA based on multiple sona r arra ys in a single platf orm are analysed a nd proposed in this pape r.Then ,the concrete loca tio n for mulas and er ror calculating f ormulas in t he location system ar e pre sented.And the model error s of the loca tio n syst em are analysed.Finally ,the contour s of G DOP under va rious conditio ns in the specific surveilla nce region and the in f luence with basic line and the dept h and so on are dr awn by compute r simulation.The result shows tha t the location er ror s are influe nced wit h ta rge t and basic ar rays πs postion and so on.The location er ror dec reases a s the length of basic line inc rease s ,but it inc reases when t he error s of ba sic line.And whe n the le ngth of basic line reac hes a certain de gree ,the location error will te nd to be sta ble a t la st whic h reac hs a minim um.Ke y w ords multiple a rra ys ,joint location ,ba sic line ,geo met ric dilution of location ,FDOA (f requency 2dela y of ar ri 2val )Class N umber TN951 引言在现代战争中,如何实现对目标的快速、准确隐蔽定位,是夺取战争胜利的关键。
声纳测距技术的使用方法详解
声纳测距技术的使用方法详解声纳测距技术是一种利用声波传播和回波原理测量距离的技术。
它在军事、海洋和科学研究等领域中得到了广泛应用。
本文将详细介绍声纳测距技术的使用方法和一些应用案例，以帮助大家更好地理解和运用这一技术。
1. 声纳测距技术的基本原理声纳测距技术通过发射声波并接收其回波来计算距离。
其基本原理是利用声波在介质中传播的特性，通过测量声波传播时间来计算目标物体与声纳设备的距离。
声波在空气中传播速度约为340米/秒，而在水中则约为1500米/秒，这使得声纳测距技术在水下测距方面具有很高的精度。
2. 声纳测距技术的应用领域声纳测距技术的应用领域非常广泛，其中最为重要的是在军事和海洋领域。
在军事方面，声纳测距技术常被用于水下潜艇的定位与追踪、反潜作战、水雷探测等任务中。
在海洋领域，声纳测距技术可用于海底地形测绘、鱼群探测和水下管道的巡航检测等工作。
3. 声纳测距技术的使用方法声纳测距技术的使用方法与设备有关，下面介绍其中两种常见的方法。
3.1 主动声纳测距主动声纳测距是指利用声纳设备主动发射声波，并测量其回波的时间和强度来计算距离。
通常情况下，主动声纳设备由发射器和接收器组成。
发射器发射声波脉冲，其回波被接收器接收并记录。
通过计算回波的传播时间和速度，可以得到目标物体与声纳设备之间的距离。
这种技术常用于水下测距和水下通信等领域。
3.2 被动声纳测距被动声纳测距是指利用环境中已存在的声源来进行测距。
在这种情况下，仅需接收声波的回波即可。
被动声纳测距常用于水下目标的定位与追踪。
通过接收目标在水中产生的声波信号，并对其进行分析和处理，可以确定目标的位置和距离。
4. 声纳测距技术的发展趋势随着科技的不断发展，声纳测距技术也在不断进步和完善。
未来声纳设备将越来越小型化，同时具备更高的性能和更广泛的应用。
同时，声纳测距技术也将与其他技术相结合，实现更加精确和高效的测距能力。
例如，与人工智能相结合，可以实现目标的自动识别和自动跟踪，进一步提高声纳测距技术的应用价值。
双基阵声纳系统水下目标被动定位精度分析
火 力 与 指 挥 控 制
ＦｉｅＣｏ ｔｏ ｒ ｎ ｒ ｌ＆ Ｃｏ ｍｍ ａ ｄ Ｃｏ ｔｏ ｎ ｎｒｌ
Ｊ ｎ， ０ １ ａ ２ １
第 ３ 卷 第 １期 ６ ２ １ 年 １月 ０１
文 章 编 号 ：０ ２０４ （０ １０ —１ ７０ １０ —６ ０ ２ １ ） １０下 目标 被 动 定 位 精 度 分 析
顾 晓 东 ， 志 明。袁 志 勇 邱 ，
（ ．海 军 工 程 大 学 ， 汉 １ 武 ４ ０ ３ ， ．海 军 装 备 研 究 院 系统 所 ， 京 ３０ ３２ 北 １０７） ０ ０ ３
摘 要 ： 究 了 基 于 双 基 阵 的 被 动 定 位 方 法 ， 述 了仅 利 用 方 位 测 量 信 息 的 纯 方 位 定 位 原 理 ， 导 出 了 定 位 误 差 的几 何 研 论 推 分 布 关 系 式 及 定 位 精 度 达 到 最 高 的测 向 线 交 会 角 大 小 ， 析 了测 向误 差 及 站 址 误 差 对 定 位 精 度 的 影 响 ， 定 位 误 差 与 基 线 、 分 对 目标 方 位 的关 系 作 了较 细 致 的 分 析 ， 同时 给 出 了整 个 探 测 区 域 的 Ｇ ＯＰ分 布 图 ， 出 了 满 足 一 定 定 位 精 度要 求 的 交 会 角 范 Ｄ 得 围 。该 问题 的研 究 对 提 高定 位 精 度具 有 一 定 的 理 论 和 实 际 意 义 ， 为 多 基 阵 的 合 理 布 置 和 优 化 选 择 提 供 参 考 。 可
ａ ｇ ｅ ｆ ｒａ ｒ ｖｎ ｔｓ ｔ ｆ ｄ ｐ ｅ ｉ ｉ ｎ ｉ ｓ ｏ ｎ ｓｍｕ ａ ｉ ｎ ｆ ｕ ｅ ． Ｔｈ ｔ ｄ ｆｔ ｅ ｉｓ ｅ ｃ ｎ ｂ ｓ ｄ ｎ ｌ ｏ ｒ ｉ ｉ ｇ ａ ａ ｉ ｉ ｒ ｃｓ ｏ ｓ ｈ ｗｎ ｉ ｉ ｌ ｔ ｉ ｒ ｓ ｓ ｅ ｏ ｇ ｅ ｓ ｕ ｙ ｏ ｈ ｓ ｕ ａ ｅ ｕ ｅ
海洋测量中的声纳测量技术
海洋测量中的声纳测量技术声纳测量技术是一种常用于海洋测量的方法。
它利用声波在水中的传播特性，通过船载声纳设备发射声波信号，然后接收和分析回波信号，以获取有关海洋中物体的信息。
声纳测量技术在海洋科学研究、海洋资源勘探和海底工程等领域中发挥着重要的作用。
声纳测量技术最早应用于军事领域，用于潜艇的定位和海底地形的测绘。
随着科技的进步，这一技术逐渐被应用于民用领域，为海洋科学的研究和海洋资源的开发提供了可靠的手段。
声纳测量技术的基本原理是利用声波信号在水中的传播和反射特性来获取目标的位置和形状信息。
当声波信号遇到物体时，一部分能量会被反射回来，形成回波信号。
通过接收和分析这些回波信号，可以计算出物体与声源之间的距离和方向。
结合船只的位置和姿态信息，可以建立海底地形的三维模型。
声纳测量技术在海洋科学研究中的应用广泛。
例如，它可以用于测量海洋中水体的温度、盐度和密度分布，以研究海洋环流和物质交换过程。
此外，声纳测量技术还可以用于海洋生物学的研究，如鱼群的监测和海洋哺乳动物的迁徙研究。
通过分析声纳回波信号的特征，可以估计鱼群数量和种类，以及动物在海洋中的迁徙路径。
声纳测量技术在海洋资源勘探中也起着重要的作用。
在石油和天然气勘探中，声纳测量技术可以用于确定海底沉积物的类型和厚度，评估潜在油气藏的分布和储量。
此外，声纳测量技术还可用于寻找沉船和海底矿产资源。
在海底工程中，声纳测量技术常被用于海底管道和电缆的铺设。
通过声纳测量，可以确定海底地形和地质条件，评估施工所面临的挑战和风险。
同时，声纳测量技术还可以用于海底结构的检测和监测，如海底火山和海底滑坡的观测。
声纳测量技术在海洋测量中的发展也面临一些挑战。
一方面，海洋环境复杂多变，声波的传播受到水深、水温、水密度和海洋生物等因素的影响。
这些因素导致声纳信号的传播路径和回波特征的变化，增加了数据处理和解释的难度。
另一方面，声纳测量技术需要高精度的定位和姿态信息，以达到准确测量的要求。
声纳捕鱼工作原理
声纳捕鱼工作原理声纳捕鱼是一种利用声波传播特性进行鱼类探测和定位的技术。
它通过向水中发送声波信号，并根据声波的反射或折射来获取鱼群的信息，从而实现捕捞的目的。
声纳捕鱼工作原理涉及声波的产生、传播、接收和处理等多个方面，下面将详细介绍声纳捕鱼的工作原理。
一、声波的产生声纳捕鱼中使用的声波通常是由声纳发射器产生的。
声纳发射器会通过电信号激励压电陶瓷晶片发生机械振动，从而产生声波。
这些声波会通过声纳发射器的声波束控制系统发射到水中。
声波的频率和幅度通常根据具体的捕鱼需求进行调整。
二、声波的传播声波一旦进入水中，就会以声速传播。
声速在水中的传播速度通常约为1500米/秒。
声波会在水中以球面扩散的方式传播，同时会遇到水中的各种杂散物体和界面。
当声波遇到物体或界面时，会发生反射、折射和散射等现象。
三、声波的接收声波的接收通常是通过声纳接收器完成的。
声纳接收器会将接收到的声波信号转换成电信号，并通过处理电路进行放大和滤波等处理。
接收到的信号会在显示器上进行实时显示，以便捕捞人员观察鱼群的情况。
四、声波的处理声波处理是声纳捕鱼中非常重要的一个环节。
通过对接收到的声波信号进行处理，可以提取出鱼群的信息。
常用的处理方法包括滤波、增强、频谱分析、目标检测和跟踪等。
这些处理方法可以帮助捕捞人员更好地了解鱼群的分布、数量和运动状态。
五、声纳捕鱼的应用声纳捕鱼技术在渔业中有着广泛的应用。
通过声纳捕鱼，可以有效地提高捕鱼的效率和精度，减少不必要的损失。
声纳捕鱼技术可以帮助捕捞人员准确地定位鱼群的位置，了解鱼群的大小和密度，并根据实时的监测结果进行调整和决策。
这不仅可以提高渔业资源的利用率，还可以减少不必要的对环境的影响。
六、声纳捕鱼的发展趋势随着科技的不断进步，声纳捕鱼技术也在不断发展。
目前，声纳捕鱼技术已经实现了数字化、智能化和网络化等多个方面的创新。
声纳捕鱼设备可以与其他设备和系统进行联动，实现更加智能化的捕鱼操作。
同时，声纳捕鱼技术还在不断优化和改进，以适应不同渔业环境和捕鱼需求的变化。
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1 0.276
0.1 0.2 0.087 0.123
二、最大值测向
例， d 解：
2
，N 20 时，求测向精度？
2 2 2 0.2 弧度 11.46 Nd 20
因而测向精度
1 1 1.4
二、最大值测向
3
1 d 1 N 6
2
二、最大值测向
代入后得
1 d g N 3
由此解得
2
3g 1 sin 0.276 g Nd 2 2 3g 3g
一般人耳可感知0.1~0.2的相对声强变化，故有
二、最大值测向
1）原理 由于换能器或基阵输出电压随目标的方位角的变化 而变化，因而可以利用接收到的信号幅度达到最大 时换能器或基阵的指向来测量目标方位。
二、最大值测向
1）原理 由于换能器或基阵输出电压随目标的方位角的变化 而变化，因而可以利用接收到的信号幅度达到最大 时换能器或基阵的指向来测量目标方位。
A B
A B
A B
距离
距离
二、最大值测向
②指示器类型 分析指示器所能感知的变化与方位角变化 之间 的关系。
1.被动接收，听觉指示 2.被动接收，视觉指示 3.主动测向，视觉指示 4.主动测向，听觉指示
二、最大值测向
1.被动接收，听觉指示 一般来说，人耳对声强是敏感的，而声强与声压的 平方成正比，因而
第三章 声呐系统的定向方法
本章重点内容 声纳系统定向的基本原理
最大值测向的基本原理
相位法测向的基本原理 振幅差值测向的基本原理 相幅法测向的基本原理（了解） 正交相关测向的基本原理
本讲重点内容
声纳系统定向（测向）的基本原理 最大值测向的原理与精度分析
一、声纳系统定向的基本原理
1）测定水下目标位置
二、最大值测向
4）定向精度分析
①最大值测向方法的测向精度，主要取决于声纳系统 方向性主瓣的宽度、指示器的类型（听觉或视觉）、 声系统转动装置的精度，以及声呐操作员的生理声学 特性。
②主瓣宽度
3dB
D
Nd
N元线阵 3dB
二、最大值测向
②主瓣宽度
3dB
D
方 位 A B
方 位
1 d g N 6 解得 6g 6g 2 0.39 g Nd 2
二、最大值测向
3.主动测向，视觉指示 若用同一基阵发射和接收，则接收的信号电压 D2 与成正比，即
U kD
2
与被动接收，听觉指示一致 I kD2
I kD
2
故
I 2kD D
声强的相对变化为
I D 2 I D
二、最大值测向
设人耳能觉察的（人耳的灵敏度）相对声强变化为 D D 0 D I 2 2 1 D 2 g D 0 D I
一、声纳系统定向的基本原理
3）简单的二元基阵定位原理
d sin
d sin c c 2 f 2 f
2 d
0, 2 测量出反映声程差的时间差或相位差，就可测出目标方位
sin
c
二、最大值测向
1）原理 由于换能器或基阵输出电压随目标的方位角的变化 而变化，因而可以利用接收到的信号幅度达到最大 时换能器或基阵的指向来测量目标方位。
0
0
N 1 N 2 sin N 1 2 3! 2 2 D 1 N 3! 2 N N sin 2 2
1 3 利用 sin x x x 3! 即可有
二、最大值测向
2）缺点
①定向精度不高，这是由于声系统的指向性图有一定 的宽度，而这一指向性在主轴附近随角度变化迟钝， 致使目标方位的小变化引起的输出信号幅度变化不大
二、最大值测向
2）缺点
②对多个目标的情况，这一方法显得无能为力。当存 在多个目标时，常常利用多波束接收系统进简单，利用人耳或视觉指示器均可判断最大信号幅 度值，因而在分析其性能时，要和具体的指示器联系 起来。
②另一优点是利用人耳还可判别目标的性质，此外， 由于人耳的特殊功能，使得在小信号噪声比下仍可判 别目标的方位。
二、最大值测向
2）缺点
①定向精度不高，这是由于声系统的指向性图有一定 的宽度，而这一指向性在主轴附近随角度变化迟钝， 致使目标方位的小变化引起的输出信号幅度变化不大
因而可推知测向精度为
3 0.276 g
一般人的眼睛可感知的相对电压幅度变化为0.05~0.1 ，故
1 3 1 2
二、最大值测向
4.声纳操作人员的生理特性
听觉：
视觉：
g 0.1 0.2
g 0.05 0.1
作业
课后1、2
z
R
y
R
y
x
x
一、声纳系统定向的基本原理
2）声纳系统定向的本质
测向方法与声学系统的结构有关。采用单个换能 器、两个换能器或多个换能器阵元组成的系统， 则可有不同的测向方法。然而不论采用何种具体 方法测向，其本质上均有共同之处，都是利用声
波到达水听器系统的声程差和相位差来进行声纳 系统定向的本质
3）N元等间隔线阵的波束图
一个N元等间隔线阵的波束图为
sin N 2 D N sin 2
其中
2 d
sin
二、最大值测向
3）N元等间隔线阵的波束图
第一个零点处的角度为指向性半开角应满足
N
因此
2
当 因此
sin 2 Nd
2 Nd
2.被动接收，视觉指示 由于视觉指示（如电表摆动、幅度大小显示）时， 指示器仅指示相对声压变化，因而 U D g 1 D U D 0 代入 D 后 2
一般人的眼睛可感知的相对电压幅度变化为0.05~0.1 ，故 2 0.39 0.05 0.1 0.087 0.123