CN116106875A - 岸基阵坐标联合校准方法、***、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供岸基阵坐标联合校准方法、***、电子设备及存储介质，属于被动声纳探测技术领域，包括：基于长基线定位法，利用声速表、修正时延和声源船全球定位***信息得到岸基阵的初始阵元坐标；利用阵元运动方向和阵元间固有间距对所述初始阵元坐标进行联合校准，得到阵元校准坐标。本发明通过基于长基线定位与利用阵元运动方向和固有间距优化平滑的任意阵形岸基阵坐标联合校准方法，实现对任意阵形岸基阵的高精度坐标校准，能有效解决现有方法中需借助姿态传感器、阵元标校存在累积误差，标校阵元之间独立无关联性以及标校精度低等问题。

Description

岸基阵坐标联合校准方法、***、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及被动声纳探测技术领域，尤其涉及岸基阵坐标联合校准方法、***、电子设备及存储介质。

背景技术

在水听器岸基阵应用中，通常需要进行岸基阵阵形标校，岸基阵通过阵列信号处理达到抑制噪声提高信噪比的目的。阵列信号处理时需要知道准确的阵列流形向量，阵列流行与阵元坐标密切相关。如果阵列坐标不准确，存在较大的误差，会使阵列处理的波束图性能下降，不同的波束形成方法受的影响不同，高分辨方法受阵列流行的影响更为严重。阵列流行不准确将直接导致测向精度下降，主瓣展宽，旁瓣升高，影响阵列的探测性能；严重时甚至无法估计出目标的主峰，完全失去探测和测向能力。在海底阵布放时，尤其深海布放，或者非直线阵形布放，阵列常常不能按预想的形态进行布放，因此，对阵列坐标标定是在布放阵列后的一个必要措施。

目前，阵形估计方法主要分为两类：一是声学计算方法，利用阵列接收的信号进行相应信号的处理来对阵形进行估计；另一类是非声学辅助测量方法，主要是利用阵列上安装的姿态传感器结合动力学方程以及状态空间模型对阵形进行估计。

对于声学方法而言，通常采用锐度提取方法和特征矢量法。锐度提取法缺点是搜索算法过于复杂，不适用于多阵元的情况；特征矢量相较锐度提取法性能要好，但是该方法需要准确的声源方位，且满足远场条件。对于大孔径阵列，远场条件通常很难满足，且距离远与需要较高的信噪比又相互矛盾。

对于非声方法而言，有采用基于一种扭转四次样条近似插值的阵形估计方法，需要较多的传感器来进行实现；有采用基于动力学方程的阵形估计方法，有使用 Kalman 滤波来估计阵形的方法，缺陷在于拖船机动时，估计效果变差。还有利用多模态分割滤波的自适应阵形估计方法，适用于拖船机动情况下的阵形估计；以及基于阵首传感器数据和声学数据的阵形估计方法，既不需要离散平面波模型，也不需要确定的参考声源。然而，实际应用中在岸基阵加装姿态传感器可操作性不强。

因此，针对现有的岸基阵坐标校准方法，需要提出新的岸基阵坐标校准方法。

发明内容

本发明提供一种岸基阵坐标联合校准方法、***、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中针对岸基阵坐标采用声学方法和非声学方法均存在局限性的缺陷。

第一方面，本发明提供一种岸基阵坐标联合校准方法，包括：

基于长基线定位法，利用声速表、修正时延和声源船全球定位***信息得到岸基阵的初始阵元坐标；

利用阵元运动方向和阵元间固有间距对所述初始阵元坐标进行联合校准，得到阵元校准坐标。

根据本发明提供的一种岸基阵坐标联合校准方法，所述基于长基线定位法，利用声速表、修正时延和声源船全球定位***信息得到岸基阵的初始阵元坐标之前，还包括：

确定声源船基本信息和岸基阵基本信息，基于所述声源船基本信息和所述岸基阵基本信息获取所述声速表、所述修正时延和所述声源船全球定位***信息。

根据本发明提供的一种岸基阵坐标联合校准方法，所述确定声源船基本信息和岸基阵基本信息，基于所述声源船基本信息和所述岸基阵基本信息获取所述声速表、所述修正时延和所述声源船全球定位***信息，包括：

根据岸基阵初始布放信息，确定声源船行驶路线，由声源船向所述岸基阵发射周期调频脉冲信号；

获取所述声源船全球定位***信息，基于所述岸基阵初始布放信息，确定所述声源船全球定位***信息对应的经纬度信息，将所述经纬度信息转换为声源船直角坐标；

获取所述声源船发射所述周期调频脉冲信号的位置的声速梯度，基于所述声速梯度和声场模型确定所述声速表；

由所述周期调频脉冲信号中单个周期内的发送信号和接收信号进行匹配滤波运算，得到初始时延；利用所述声源船的前后位置信息，确定时延变化门限对初始时延进行平滑滤波，得到所述修正时延。

根据本发明提供的一种岸基阵坐标联合校准方法，所述由所述周期调频脉冲信号中单个周期内的发送信号和接收信号进行匹配滤波运算，得到初始时延；利用所述声源船的前后位置信息，确定时延变化门限对初始时延进行平滑滤波，得到所述修正时延，包括：

以所述单个周期内所述发送信号的发射时刻作为基准，获取所述接收信号；

利用匹配滤波算法，对所述发送信号和所述接收信号进行匹配滤波处理，并基于时反卷积算法对匹配滤波后的结果进行干扰抑制，利用鉴宽器对干扰抑制后的结果进行直达波筛选，得到所述发送信号和所述接收信号之间的初始传播时延；

对所述初始传播时延在时间维度上进行平滑处理和跳点去除，获得所述修正时延。

根据本发明提供的一种岸基阵坐标联合校准方法，所述基于长基线定位法，利用声速表、修正时延和声源船全球定位***信息得到岸基阵的初始阵元坐标，包括：

结合所述声速表、所述修正时延和所述声源船全球定位***信息，采用球面交汇定位算法及优化定位算法，得到所述初始阵元坐标。

根据本发明提供的一种岸基阵坐标联合校准方法，所述利用阵元运动方向和阵元间固有间距对所述初始阵元坐标进行联合校准，得到阵元校准坐标，包括：

利用任意两个阵元的理想间距建立阵元间距目标函数，利用目标遗传算法由所述阵元间距目标函数对阵元坐标进行优化，得到阵元优化坐标；

对所述阵元优化坐标进行非等间距平滑处理，得到阵元平滑坐标；

利用所述阵元平滑坐标获取阵元方向向量，基于所述阵元方向向量确定所述阵元校准坐标。

根据本发明提供的一种岸基阵坐标联合校准方法，所述利用所述阵元平滑坐标获取阵元方向向量，基于所述阵元方向向量确定所述阵元校准坐标，包括：

由所述阵元平滑坐标计算得到所有阵元的阵元方向向量；

基于所述阵元方向向量和所述任意两个阵元间距，以任意一个阵元初始坐标为参考基元获得多组阵元基础坐标向量；

对所述多组阵元基础坐标向量求平均值，得到所述阵元校准坐标。

第二方面，本发明还提供一种岸基阵坐标联合校准***，包括：

初始校准模块，用于基于长基线定位法，利用声速表、修正时延和声源船全球定位***信息得到岸基阵的初始阵元坐标；

精确校准模块，用于利用阵元运动方向和阵元间固有间距对所述初始阵元坐标进行联合校准，得到阵元校准坐标。

第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述岸基阵坐标联合校准方法。

第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述岸基阵坐标联合校准方法。

第五方面，本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述岸基阵坐标联合校准方法。

本发明提供的岸基阵坐标联合校准方法、***、电子设备及存储介质，通过基于长基线定位与利用阵元运动方向和固有间距优化平滑的任意阵形岸基阵坐标联合校准方法，实现对任意阵形岸基阵的高精度坐标校准，能有效解决现有方法中需借助姿态传感器、阵元标校存在累积误差，标校阵元之间独立无关联性以及标校精度低等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的岸基阵坐标联合校准方法的流程示意图之一；

图2是本发明提供的岸基阵坐标联合校准方法的流程示意图之二；

图3是本发明提供的岸基阵坐标联合校准***的结构示意图；

图4是本发明提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种基于长基线定位与利用阵元运动方向和阵元固有间距优化平滑的任意阵形岸基阵坐标联合校准方法，图1是本发明提供的岸基阵坐标联合校准方法的流程示意图之一，如图1所示，包括：

步骤100：基于长基线定位法，利用声速表、修正时延和声源船全球定位***信息得到岸基阵的初始阵元坐标；

步骤200：利用阵元运动方向和阵元间固有间距对所述初始阵元坐标进行联合校准，得到阵元校准坐标。

具体地，本发明在阵列布放后，通过在声源船上安装全球定位***（GlobalPositioning System，GPS），由声源船绕阵列一周运行并发射调频脉冲信号，通过计算测量获取声源船发射调频脉冲信号的位置的声速表，对发射信号和接收信号的时延进行修正，得到修正时延，再结合声源船的GPS信息，计算得到岸基阵的初始阵元坐标。

进一步地，得到的初始阵元坐标仅仅是各坐标的独立坐标，还需要进一步校准，由于两两阵元之间的间距固定，以及初始位置和预设的理想位置之间的误差不超过一定值的设定，得到各阵元的方向向量，与固有间距结合进行联合校准，得到最终的阵元校准坐标。

需要说明的是，本发明可在阵列无需额外安装姿态传感器，声源边移动边发射信号的情况下，完成对任意阵形岸基阵的坐标校准，校准后的坐标平均误差在0.5m左右，且在校准前无法对目标进行测向的情况下，校准后可对目标进行测向，且测向精度在1度以内。

本发明通过基于长基线定位与利用阵元运动方向和固有间距优化平滑的任意阵形岸基阵坐标联合校准方法，实现对任意阵形岸基阵的高精度坐标校准，能有效解决现有方法中需借助姿态传感器、阵元标校存在累积误差，标校阵元之间独立无关联性以及标校精度低等问题。

基于上述实施例，所述基于长基线定位法，利用声速表、修正时延和声源船全球定位***信息得到岸基阵的初始阵元坐标之前，还包括：

确定声源船基本信息和岸基阵基本信息，基于所述声源船基本信息和所述岸基阵基本信息获取所述声速表、所述修正时延和所述声源船全球定位***信息。

其中，所述确定声源船基本信息和岸基阵基本信息，基于所述声源船基本信息和所述岸基阵基本信息获取所述声速表、所述修正时延和所述声源船全球定位***信息，包括：

根据岸基阵初始布放信息，确定声源船行驶路线，由声源船向所述岸基阵发射周期调频脉冲信号；

获取所述声源船全球定位***信息，基于所述岸基阵初始布放信息，确定所述声源船全球定位***信息对应的经纬度信息，将所述经纬度信息转换为声源船直角坐标；

获取声源船发射周期调频脉冲信号的位置的声速梯度，基于所述声速梯度和声场模型确定所述声速表；

由所述周期调频脉冲信号中单个周期内的发送信号和接收信号进行匹配滤波运算，得到初始时延；利用源船的前后位置信息确定时延变化门限对初始时延进行平滑滤波，得到所述修正时延。

其中，所述由所述周期调频脉冲信号中单个周期内的发送信号和接收信号进行匹配滤波运算，得到初始时延；利用声源船的前后位置信息确定时延变化门限对初始时延进行平滑滤波，得到所述修正时延，包括：

以所述单个周期内所述发送信号的发射时刻作为基准，获取所述接收信号；

利用匹配滤波算法，对所述发送信号和所述接收信号进行匹配滤波处理，并基于时反卷积算法对匹配滤波后的结果进行干扰抑制，利用鉴宽器对干扰抑制后的结果进行直达波筛选，得到所述发送信号和所述接收信号之间的初始传播时延；

对所述初始传播时延在时间维度上进行平滑处理和跳点去除，获得所述修正时延。

具体地，如图2所示，在声源船上安装GPS，使发射与接收之间通过时间同步***进行同步，由声源船携带声源边走边发射周期调频脉冲信号，围绕阵列绕一圈，采集***连续采集声源发射的数据。

对声源船位置信息进行预处理，从GPS原始数据格式中提取出声源船的经纬度信息，并以阵列落水点GPS作为参考点，将其转化为直角坐标系下的声源船直角坐标。

然后进行声速梯度测量，根据声速梯度及BELLHOP模型（即一种声场模型）计算声速表。BELLHOP模型是依据射线跟踪从而在海洋环境之中预测声压的模型，提出的射线跟踪结构使得其算法十分的简单，它是基于几何和物理的传播规律，可以实现包括高斯波束和帽形波束等多种类型的射线。BELLHOP能产生各种有用的输出信息，包括传输损耗，本征声线，到达和接收的时间序列等。BELLHOP模型在600Hz-30kHz的频率范围内的实验数据与理论模型比较相符，使用BELLHOP模型对水声信道仿真能够有效地预测信道的数据以及工作性能。

不断地从接收信号数据中读取一个周期的数据并与发射信号做关联运算，得到发射与接收之间的时间延迟，本发明采用时间对准、匹配滤波、时反干扰抑制和鉴宽器直达波时延估计等信号处理方法进行修正，再将估计的时间在时间维进行优化平滑，去除跳点。

本发明通过获取声速表、对信号接收时延进行修正以及结合声源船位置信息，为估计岸基阵的初始坐标提供了准确的数据源。

基于上述实施例，所述基于长基线定位法，利用声速表、修正时延和声源船全球定位***信息得到岸基阵的初始阵元坐标，包括：

结合所述声速表、所述修正时延和所述声源船全球定位***信息，采用球面交汇定位算法及优化定位算法，得到所述初始阵元坐标。

具体地，在得到修正时延、声源船GPS信息以及声速表之后，本发明进一步采用球面交汇定位算法及优化的定位算法，计算得到各阵元的初始阵元坐标。

此处的球面交汇定位算法是基于三球交会定位原理，根据卫星发射测距信号和导航电文，导航电文中含有卫星的位置信息。用户接收机在某一时刻同时接收三颗以上卫星信号，测量出测站点（用户接收机）至三颗卫星的距离，解算出卫星的空间坐标，再利用距离交会法，这里从两个已知点测量至某一待测点的距离，然后根据这两段距离的交点确定该待测点，这种方法称为距离交会法。就可以解算出测站点的位置。整个过程就是三球交会定位原理在卫星导航领域中的体现。

本发明通过长基线定位方法，利用声速表、修正时延和声源船全球定位***信息，得到一定误差范围内的初始阵元坐标，该独立标校过程无需单独安装姿态传感器，也无需依托特定的阵列阵形，具有较广泛的应用前景。

基于上述实施例，所述利用阵元运动方向和阵元间固有间距对所述初始阵元坐标进行联合校准，得到阵元校准坐标，包括：

利用任意两个阵元的理想间距建立阵元间距目标函数，利用目标遗传算法由所述阵元间距目标函数对阵元坐标进行优化，得到阵元优化坐标；

对所述阵元优化坐标进行非等间距平滑处理，得到阵元平滑坐标；

利用所述阵元平滑坐标获取阵元方向向量，基于所述阵元方向向量确定所述阵元校准坐标。

其中，所述利用所述阵元平滑坐标获取阵元方向向量，基于所述阵元方向向量确定所述阵元校准坐标，包括：

由所述阵元平滑坐标计算得到所有阵元的阵元方向向量；

基于所述阵元方向向量和所述任意两个阵元间距，以任意一个阵元初始坐标为参考基元获得多组阵元基础坐标向量；

对所述多组阵元基础坐标向量求平均值，得到所述阵元校准坐标。

可以理解的是，在得到初始阵元坐标后，各个阵元坐标的估计误差最小可达5m以内，对于大间距阵列误差已经比较小。但是由于该方法下各个阵元坐标独立标校，误差随机，此时各个阵元坐标组成的阵形随机杂乱，不能成为一个有规则的阵形，不能满足阵列信号处理的要求，利用该坐标进行波束形成，无法估计出目标的主峰。

进一步地，利用两两阵元之间的间距固定，同时根据初始定位后阵元坐标与理想坐标间的最大误差不超过5m的信息，可设定多个目标函数，利用多目标遗传算法对各个阵元的坐标进行整体优化。对优化后的阵元坐标做进一步的平滑处理，利用平滑后的坐标，计算前后阵元的方向向量。

最后，分别以每个阵元为参考，根据方向向量与阵元之间的固有间距计算下一个阵元的坐标。将得到的多组坐标进行平均获得最终的阵元校准坐标。

本发明在独立标校不需要将布放阵形做假设，以独立标校为参考，利用多目标遗传算法优化坐标，获得阵列的运动方向以及利用阵间距不变的信息进行相对标校，有效将独立标校与相对标校相结合，得到较为准确的阵元校准坐标。

基于上述实施例，本发明以一个具体的实施例来说明具体的方案。

本实施例假设对1个128元非等间距，半径为323m的圆阵进行标校。下面结合对该圆阵的标校，来实例说明本发明的具体实施方式，但本发明的技术内容不限于所述的范围，如图2所示的步骤：

步骤（1）：在阵列布放下去后，是否布放成理想的圆阵是未知的。首先需要根据布放时记录的阵列落水点的GPS信息，设计一个声源船的航路，绕阵列一周发射调频脉冲信号。信号的频率根据阵列的接收带宽以及发射换能器的频响确定，本实施例中采用发射7k-8k的调频脉冲信号；

步骤（2）：对声源船GPS数据进行预处理，获得在标定时间内的经纬度信息；

步骤（3）：利用盐温深（Conductivity Temperature Depth，CTD）测量声速剖面，输入到BELLHOP模型中计算声速表，用于目标定位；这里采用的盐温深测量仪是现场测量和记录海水的盐度（或电导率）和温度随深度变化的仪器，又称盐温深剖面仪，通常由水下探头、水上数据处理装置和吊放设备组成，有自容式、传输式或直读式两种，分别适用于走航或定点调查的船只、水下拖曳体、浮标或潜标，以及船用或飞机用的投弃式装置；

步骤（4）读取信号的原始数据，根据时间同步信息从信号发射时刻开始，取出一个周期的数据与拷贝信号做相关，为抑制多途以及噪声起伏的影响，此处加入时反卷积算法进行干扰抑制，同时利用鉴宽器进行直达波筛选，得到声源与接收点之间的传播时延；

步骤（5）通常声源船在标定时以1-2节的速度前进，发射信号周期一般小于等于5s，故前后周期计算的时延差一般不超过3.5ms，但是由于噪声起伏性，每个周期计算的时延存在一定起伏，甚至会出现跳变，然后利用中值滤波对计算的时延在时间上进行平滑以及野点剔除；

步骤（6）：结合声速表、修正时延以及声源船GPS信息，利用球面交汇及其优化定位算法即可获得128个阵元的坐标，此坐标可以认为是基于长基线定位方法获得的初始坐标。由于各个阵元之间独立标定，随机性强，假设每个阵元独立标校的误差为5m，任意两个阵元之间的间距估计的最大误差可能达到10m，故还需要进一步进行相对标校；

步骤（7）根据两两阵元之间的间距固定，以及得到的初始位置与理想位置误差不超过5m的先验信息，可建立两个目标函数，其一使得优化后的阵元之间的距离与真实阵元间距误差最小，其二使得优化后的阵元坐标与长基线标校的初始阵元坐标之间的误差值趋近于5m，利用多目标遗传算法对阵元坐标进一步优化，该优化过程即是相对优化的过程；

步骤（8）将优化坐标进一步进行非等间距平滑处理；

步骤（9）根据得到的阵元坐标可计算出128个阵元的方向向量，分别以128个基元作为起始阵元，利用方向向量与阵元间距获得各个阵元的坐标，最后将128个128元坐标向量进行平均，获得最终的阵元校准坐标。

可以看出，优化后的阵元坐标精度较长基线标校后的初始坐标有较大的提升。假设长基线标校后的坐标误差均值在2m，本发明标校后的坐标误差均值在0.5m。利用真实阵元坐标造400Hz的单频信号，从60度方向入射到阵列，源级为60dB。利用长基线标校的坐标进行波束形成处理，得到的目标峰值出现在58度，且源级为47dB，说明各个阵元之间并未达到同相叠加。利用本发明标校的阵元坐标进行波束形成处理后，得到的目标峰值出现在60度，且源级为58dB，较真实源级仅有2dB的误差，并且测向准确。

下面对本发明提供的岸基阵坐标联合校准***进行描述，下文描述的岸基阵坐标联合校准***与上文描述的岸基阵坐标联合校准方法可相互对应参照。

图3是本发明提供的岸基阵坐标联合校准***的结构示意图，如图3所示，包括：初始校准模块31和精确校准模块32，其中：

初始校准模块31用于基于长基线定位法，利用声速表、修正时延和声源船全球定位***信息得到岸基阵的初始阵元坐标；精确校准模块32用于利用阵元运动方向和阵元间固有间距对所述初始阵元坐标进行联合校准，得到阵元校准坐标。

本发明通过基于长基线定位与利用阵元运动方向和固有间距优化平滑的任意阵形岸基阵坐标联合校准方法，实现对任意阵形岸基阵的高精度坐标校准，能有效解决现有方法中需借助姿态传感器、阵元标校存在累积误差，标校阵元之间独立无关联性以及标校精度低等问题。

图4示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)410、通信接口(Communications Interface)420、存储器(memory)430和通信总线440，其中，处理器410，通信接口420，存储器430通过通信总线440完成相互间的通信。处理器410可以调用存储器430中的逻辑指令，以执行岸基阵坐标联合校准方法，该方法包括：基于长基线定位法，利用声速表、修正时延和声源船全球定位***信息得到岸基阵的初始阵元坐标；利用阵元运动方向和阵元间固有间距对所述初始阵元坐标进行联合校准，得到阵元校准坐标。

此外，上述的存储器430中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的岸基阵坐标联合校准方法，该方法包括：基于长基线定位法，利用声速表、修正时延和声源船全球定位***信息得到岸基阵的初始阵元坐标；利用阵元运动方向和阵元间固有间距对所述初始阵元坐标进行联合校准，得到阵元校准坐标。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的岸基阵坐标联合校准方法，该方法包括：基于长基线定位法，利用声速表、修正时延和声源船全球定位***信息得到岸基阵的初始阵元坐标；利用阵元运动方向和阵元间固有间距对所述初始阵元坐标进行联合校准，得到阵元校准坐标。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种岸基阵坐标联合校准方法，其特征在于，包括：

基于长基线定位法，利用声速表、修正时延和声源船全球定位***信息得到岸基阵的初始阵元坐标；

利用阵元运动方向和阵元间固有间距对所述初始阵元坐标进行联合校准，得到阵元校准坐标。

2.根据权利要求1所述的岸基阵坐标联合校准方法，其特征在于，所述基于长基线定位法，利用声速表、修正时延和声源船全球定位***信息得到岸基阵的初始阵元坐标之前，还包括：

确定声源船基本信息和岸基阵基本信息，基于所述声源船基本信息和所述岸基阵基本信息获取所述声速表、所述修正时延和所述声源船全球定位***信息。

3.根据权利要求2所述的岸基阵坐标联合校准方法，其特征在于，所述确定声源船基本信息和岸基阵基本信息，基于所述声源船基本信息和所述岸基阵基本信息获取所述声速表、所述修正时延和所述声源船全球定位***信息，包括：

根据岸基阵初始布放信息，确定声源船行驶路线，由声源船向所述岸基阵发射周期调频脉冲信号；

获取所述声源船全球定位***信息，基于所述岸基阵初始布放信息，确定所述声源船全球定位***信息对应的经纬度信息，将所述经纬度信息转换为声源船直角坐标；

获取所述声源船发射所述周期调频脉冲信号的位置的声速梯度，基于所述声速梯度和声场模型确定所述声速表；

由所述周期调频脉冲信号中单个周期内的发送信号和接收信号进行匹配滤波运算，得到初始时延；利用所述声源船的前后位置信息确定时延变化门限对初始时延进行平滑滤波，得到所述修正时延。

4.根据权利要求3所述的岸基阵坐标联合校准方法，其特征在于，所述由所述周期调频脉冲信号中单个周期内的发送信号和接收信号进行匹配滤波运算，得到初始时延；利用所述声源船的前后位置信息确定时延变化门限对初始时延进行平滑滤波，得到所述修正时延，包括：

以所述单个周期内所述发送信号的发射时刻作为基准，获取所述接收信号；

利用匹配滤波算法，对所述发送信号和所述接收信号进行匹配滤波处理，并基于时反卷积算法对匹配滤波后的结果进行干扰抑制，利用鉴宽器对干扰抑制后的结果进行直达波筛选，得到所述发送信号和所述接收信号之间的初始传播时延；

对所述初始传播时延在时间维度上进行平滑处理和跳点去除，获得所述修正时延。

5.根据权利要求1所述的岸基阵坐标联合校准方法，其特征在于，所述基于长基线定位法，利用声速表、修正时延和声源船全球定位***信息得到岸基阵的初始阵元坐标，包括：

结合所述声速表、所述修正时延和所述声源船全球定位***信息，采用球面交汇定位算法及优化定位算法，得到所述初始阵元坐标。

6.根据权利要求1所述的岸基阵坐标联合校准方法，其特征在于，所述利用阵元运动方向和阵元间固有间距对所述初始阵元坐标进行联合校准，得到阵元校准坐标，包括：

利用任意两个阵元的理想间距建立阵元间距目标函数，利用目标遗传算法由所述阵元间距目标函数对初始阵元坐标进行优化，得到阵元优化坐标；

对所述阵元优化坐标进行非等间距平滑处理，得到阵元平滑坐标；

利用所述阵元平滑坐标获取阵元方向向量，基于所述阵元方向向量确定所述阵元校准坐标。

7.根据权利要求6所述的岸基阵坐标联合校准方法，其特征在于，所述利用所述阵元平滑坐标获取阵元方向向量，基于所述阵元方向向量确定所述阵元校准坐标，包括：

由所述阵元平滑坐标计算得到所有阵元的阵元方向向量；

基于所述阵元方向向量和所述任意两个阵元的理想间距，以任意一个初始阵元坐标为参考基元获得多组阵元基础坐标向量；

对所述多组阵元基础坐标向量求平均值，得到所述阵元校准坐标。

8.一种岸基阵坐标联合校准***，其特征在于，包括：

初始校准模块，用于基于长基线定位法，利用声速表、修正时延和声源船全球定位***信息得到岸基阵的初始阵元坐标；

精确校准模块，用于利用阵元运动方向和阵元间固有间距对所述初始阵元坐标进行联合校准，得到阵元校准坐标。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述岸基阵坐标联合校准方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述岸基阵坐标联合校准方法。

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