水下航行体位置姿态参数水声测量技术研究∗

（昆明船舶设备研究试验中心 昆明 650051）

1 引言［1，14］

随着海洋科学技术的发展和进步，水下航行体在国防、海洋工程等领域发挥了重要的作用，水下航行体的位置姿态信息是岸基或工作母艇必须获取的信息。在军事领域，现代新型水下武器能够对目标的水平、垂直尺度进行分析、识别、辨别真假目标。在攻击过程中，智能水下武器通过最优化控制，采取最佳弹道，寻找攻击目标要害部位，垂直命中、聚能定向爆炸。由于轻型智能水下武器体积小、所装弹药少，它对目标的摧毁程度就取决于如何准确判别目标的要害部位，完成定向聚能爆破。同时，在新型水下武器科研、定型及交验试验中，通过实时分析其航行位置、姿态参数，可以清楚地掌握水下武器实航中的运动状态，特别是在实航发生故障时，对故障的机理分析和排除起到了至关重要的作用。在商业领域，无人水下航行器（Unmanned Underwater Vehicle，UUV）已成功应用于海底地形探测、海域水文监测、海底管道故障检测等任务。在UUV执行任务结束及能源欠缺时，有需要对其进行回收来下载相关信息数据或补充能源，但由于水下环境复杂，以及水压和碰撞对其带来的影响，为保障顺利的回收要求母艇精确的掌握UUV的位置、姿态等参数信息。

本文通过深入研究高速目标水声遥测多普勒补偿、强干扰条件下弱信号检测等关键技术，设计了一种脉冲间隔粗调与频率编码细调相结合的遥测信标体制，采用前沿检测方法测量信号到达时差实现位置跟踪，利用脉冲间隔调制实现航行姿态参数的粗估，利用频率调制实现航行姿态参数的细估，从而实现了水下航行体位置跟踪与姿态参数联合测量的目标。……