基于n形阵列的AUV水下定位方法研究 常汉（Chuang Han）、 高梦然（Mengran Gao）、 沈涛（Tao Shen）和 郭成利（Chengli Guo）

《Sensors》：Research on AUV Underwater Localization Method Based on an n-Shaped Array Chuang Han, Mengran Gao, Tao Shen and Chengli Guo

　　

摘要

在母舰持续航行过程中，可以通过水下机库回收自主水下航行器（AUV）。准确确定AUV相对于母舰的位置是回收过程中的关键步骤。为了解决AUV定位问题，根据水下机库的空间布局设计了一种n形水听器阵列。由于水下声信号容易受到多路径传播、同频道干扰和其他传输缺陷的影响，该阵列接收到的信号通常具有相干性。因此，提出了一种基于n形阵列的远场声源定位方法。该方法首先对x轴和y轴子阵列进行空间平滑处理，然后联合构建接收数据向量，接着对相应的协方差矩阵进行特征值分解。随后使用多信号分类（MUSIC）算法获得声源角度的粗略估计值。这些粗略估计值作为空间交替广义期望最大化（SAGE）算法的初始值，该算法在连续参数空间中对角度参数进行精细优化，从而有效提高估计精度。此外，所提出的算法还适用于近场定位场景。仿真结果表明，该方法能够实现良好的参数估计性能。