免测速短基线定位算法

免声速测量厘米级定位

该算法将未知声速作为动态参数与目标坐标联合估计，通过TD测量约束下的最小二乘迭代优化，消除了对声速剖面的依赖，在水深25m条件下定位精度与传统依赖声速测量的TDoA方法相当。

王斌 · Kebang, Lu · Cong, Zheng · Guohui, Liu · Guan, Minglei · Suo, Xuhong · Zhaoquan, Liu · 王汝鹏 · 张德津

Measurement: Journal of the International Measurement Confederation 2026

参数信息

到达时间测量噪声标准差

5 μs

声速噪声标准差

0.1 m/s

技术优势

不用测声速

算法将未知声速作为动态参数与目标坐标联合估计，完全摆脱对外部声速剖面的依赖。

精度赶上传统方法

在25 m水深下，该算法达到与传统依赖精确声速测量的TDoA方法相当的约1 cm定位精度。

抗声速波动

通过最小二乘优化框架和时差测量约束迭代收敛，有效抑制动态声速场波动对定位的影响。

应用场景

• 水下定位与导航：为沿海工程提供高精度定位，无需声速剖面测量。
• 水下机器人：水下机器人导航可免除声速传感器，简化系统。
• 水声定位：利用时差测量约束优化，实现稳健声学定位。
• 水声测量：在声速测量不可靠环境下仍保持厘米级精度。