基于子网节点约束与迭代扩展卡尔曼滤波的水听器定位方法

《Journal of Marine Science and Engineering》：A Subnetwork-Node-Constrained Hydrophone Positioning Method for Towed-Streamer Seismic Exploration

　　准确的水听器定位对于海洋地震成像质量和结构解释的可靠性至关重要。为了减轻在传统多项式模型下由于声学观测分布不均匀或缺失所导致的精度下降问题，我们提出了一种包含子网节点约束的水听器定位方法。迭代扩展卡尔曼滤波器（IEKF）用于估计声学节点坐标及其完整的子网内后验协方差，这些协方差作为加权虚拟观测值用于全局多项式平差。在直线模拟中，与前/后节点偏差1.83米/1.25米的多项式模型相比，平均偏差降至0.28米/0.47米；与多项式模型和混合谐波函数模型相比，平均水听器偏差分别降低19.0%/24.7%。野外数据集A/B显示，与商业参考相比，节点差异更低，平均水听器差异分别降低18.8%/22.9%（相对于多项式模型）和16.5%/18.1%（相对于混合谐波函数模型）。这些百分比是针对所检验的序列而言的。考虑时间依赖性的配对统计支持所有测试块长度下平均值的正向降低。该方法在测试的持续观测损失下保持低偏差，计算时间与多项式模型相当。这些结果表明，在所评估的条件下，模拟偏差更低，与商业参考的一致性更高。