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使用低精度异构声纳浮标传感器的纯角度测量定位水下目标
摘要：本文考虑了水下目标的定位，其中放置了许多声纳浮标来测量目标声音的方位。声纳浮标的方位精度非常低，例如 10 度。在实践中，我们可以使用多个异构声纳浮标，这样传感器噪声的方差可能与另一个传感器的方差不同。此外，一个传感器的最大感应范围可能与另一个传感器的最大感应范围不同。如果传感器检测到目标的方位，则真实目标必须存在于传感器的感应范围内。为了基于低精度的方位测量来估计目标位置，本文介绍了一种基于多个虚拟测量集 (VMS) 的新型目标定位方法。这里，每个 VMS 都是考虑到每个声纳传感器的方位测量噪声而得出的。据我们所知，本文在基于低精度的异构声纳浮标传感器定位目标的 2D 位置方面是新颖的，考虑到传感器的最大感应范围。通过使用计算机模拟将所提出的定位方法与其他最先进的定位方法进行比较，验证了所提出的定位方法的优越性（同时考虑时间效率和定位精度）。
和多波束声纳后向散射图像
(https://maps.ccom.unh.edu/portal/apps/webappviewer/index.html?id=28df035fe82c423cb3517295d9 bbc24c#. 2021 年 12 月 10 日) ........................................................................................................................... 20 图 19：R/V Gulf Surveyor (http://ccom.unh.edu/facilities/research-vessels/rv-gulf-surveyor)。 .......... 21 图 20：RVGS 图，其中包含关键位置和拖曳点相对于船舶参考点的偏移（未按比例绘制）。 ............................................................................................................................. 21 图 21：安装了拖缆的 R/V Gulf Surveyor 甲板上的 Klein 4K-SVY 侧扫。 ............................................................................................. 23 图 22：具有声学阴影、距离尺度、第一次回波和水柱的典型 SSS 数据示例。 ........................................................................................................................................................... 24 图 23：带有集成表面声速探头的 Kongsberg EM2040P MBES。 (https://www.kongsberg.com/maritime/products/ocean-science/mapping-systems/multibeam-echo- sounders/em-2040p-mkii-multibeam-echosounder-max.-550-m/) ........................................................................... 25 图 24：安装在 R/V Gulf Surveyor 中心支柱上的 EM2040P（照片：NOAA 的 Patrick Debroisse 中尉）。 ........................................................................................................................................... 26 图 25：在 50m 范围内布置用于位置置信度检查的 SSS 线。 ........................................................................... 27 图 26：相对于 MBES 目标位置（红色）的 SSS 接触位置（蓝色）。 ......................... 28 图 27：地理参考框架和船舶参考框架中的接触位置误差。接触位置主要位于 MBES 位置的东面。 ......................................................................... 28 图 28：应用地图校正后的 SSS 接触位置。 ......................................................................... 29 图 29：应用地图校正后，在地理和船舶参考框架中看到的 SSS 接触位置 ............................................................................................................................. 29 图 30：测量区域，其中 60m 和 80m 线路平面图以红色显示。 ........................................................................... 30 图 31：掩盖马赛克（左）隐藏接触，透过马赛克（右）显示接触。 ...... 32 图 32：使用自动所有数据，显示应用增益和定位校正之前的所有线路的 SSS 马赛克。覆盖在 RNC 13283 上。...................................................................................................... 33 图 33：使用 Auto-All 数据可视化应用地图校正和 EGN 后的 SSS。....... 34 图 34：DTM（顶部）显示折射伪影，与 ping 数据（底部）中看到的伪影相同。...................................................................................................................................................................... 35 图 35：EM2040P MBES 数据的全覆盖 DTM............................................................................................................. 36 图 36：EM2040P 数据从天底滤波到 45º 后的 DTM。............................................................................. 37 图 37：EM2040P 以 300 kHz 和 50cm 分辨率收集的 MBAB。西北采集点在左侧，东南采集点在右侧。后向散射强度以分贝表示，默认比例为 10 到 -70dB。 ........................................................................................................................... 38 图 38：调整后的 NW MBES 数据可视范围为 -4 至 -28db.................................... 39 图 39：SSS 接触位置（左）和 MBES 假定的“真实”位置（右）。........................................ 40 图 40：应用地图校正后的 SSS 接触位置。原始 SSS 位置以绿色标记标注。............................................................................................................. 41 图 41：地图校正前（左）和地图校正后（右）的另一个示例，最初显示两条独立的龙虾笼线。............................................................................................. 41 图 42：应用地图校正后，两条 SSS 线之间的差异约为 7.5 米。红色框突出显示了沙波应重叠的区域。............................................................................. 42 图 43：NW 采集站点：叠加之前的 MBES（顶部）、SSS（中）和 MBES 后向散射（底部）。 ........................................................................................................................................................... 44 图 44：SE 采集点：叠加前的 MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）。 ........................................................................................................................................... 45左侧为西北方向采集点，右侧为东南方向采集点。后向散射强度以分贝表示，默认范围为 10 至 -70dB。 ........................................................................................................................... 38 图 38：调整后的西北方向 MBES 数据可视范围为 -4 至 -28db........................................ 39 图 39：SSS 接触位置（左）和 MBES 假定的“真实”位置（右）。............................................................. 40 图 40：应用地图校正后的 SSS 接触位置。原始 SSS 位置以绿色标记标注。 .................................................................................................................... 41 图 41：地图校正前（左）和地图校正后（右）的另一个示例，最初显示两条独立的龙虾笼线。 .................................................................................................................... 41 图 42：应用地图校正后，两条 SSS 线之间的差异约为 7.5 米。红框突出显示了沙波应该重叠的区域。 ........................................................................... 42 图 43：NW 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 44 图 44：SE 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 45左侧为西北方向采集点，右侧为东南方向采集点。后向散射强度以分贝表示，默认范围为 10 至 -70dB。 ........................................................................................................................... 38 图 38：调整后的西北方向 MBES 数据可视范围为 -4 至 -28db........................................ 39 图 39：SSS 接触位置（左）和 MBES 假定的“真实”位置（右）。............................................................. 40 图 40：应用地图校正后的 SSS 接触位置。原始 SSS 位置以绿色标记标注。 .................................................................................................................... 41 图 41：地图校正前（左）和地图校正后（右）的另一个示例，最初显示两条独立的龙虾笼线。 .................................................................................................................... 41 图 42：应用地图校正后，两条 SSS 线之间的差异约为 7.5 米。红框突出显示了沙波应该重叠的区域。 ........................................................................... 42 图 43：NW 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 44 图 44：SE 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 45........... 42 图 43：NW 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 44 图 44：SE 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 45........... 42 图 43：NW 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 44 图 44：SE 采集点：MBES（顶部）、SSS（中间）和 MBES 背向散射（底部）在叠加之前。 ............................................................................................................................................................. 45
SONCAT – 声纳校准和训练系统
概述 声纳校准和训练系统 (SONCAT™) 是用于测试海上声纳的真实模拟目标系统。该系统由两个主要部分组成： 1. GPS 定位、电池供电的浮标，包含所有必要的电子设备，用于接收、延迟和重新发送 3kHz – 60kHz 频段的声纳脉冲，从而模拟声纳目标。 2. 基于 PC、GPS 定位的 SONCAT 控制站 (SCS)，用于控制、显示浮标参数和记录操作。两个单元使用无线电链路进行通信。浮标接收声纳脉冲，将其存储在本地内存中，并在操作员选择的延时后以多普勒频移和选定的目标强度重新发送。还可以结合雷达反射器回波和浮标的 GPS 位置来检查船舶雷达的距离和方位
海军声纳对夏威夷鲸鱼和海豚的影响...
• 使用多种方法（照片识别、遗传学、卫星标记、无人机使用）进行长期多物种研究 • 与 NMFS、海军、大学和其他非营利组织的研究人员合作 • 11 种齿鲸和 2 种须鲸的照片识别目录，来自 12 个物种的约 320 个个体的卫星标记数据 • 问题包括种群结构和大小、空间使用、对海军声纳的反应 • 主要资金来自美国国家海洋和大气管理局渔业局、美国海军（海军研究办公室、海洋生物资源、太平洋舰队），并得到了一些基金会和其他组织的支持
海军声纳对夏威夷鲸鱼和海豚的影响
• 使用多种方法（照片识别、遗传学、卫星标记、无人机使用）进行长期多物种研究 • 与 NMFS、海军、大学和其他非营利组织的研究人员合作 • 11 种齿鲸和 2 种须鲸的照片识别目录，来自 12 个物种的约 320 个个体的卫星标记数据 • 问题包括种群结构和大小、空间使用、对海军声纳的反应 • 主要资金来自美国国家海洋和大气管理局渔业局、美国海军（海军研究办公室、海洋生物资源、太平洋舰队），并得到了一些基金会和其他组织的支持
像蝙蝠一样窃听：融合主动和被动的声纳，以同时定位和映射案例研究
在使用自我产生的信号的如此称为活跃的传感器中，声纳传感器的实现比LIDAR和雷达更具挑战性，部分原因是它们有限的角度传感场。对此挑战的一种常见解决方案是扫描传感器，该传感器通过连续测量扫描角度范围。然而，扫描传感器对声纳特别概率，因为声速相对较慢和声纳头的惯性。对蝙蝠行为的研究表明，蝙蝠可以在小组飞行过程中窃听其特异性。换句话说，他们将自己的活跃声纳收集的信息与他们通过被动倾听同龄人收到的信息融合在一起。由于蝙蝠非常擅长使用声纳，因此这种行为激发了对融合积极和被动声纳是否可以解决实现声纳传感器的挑战的调查。定义了融合传感的模型，并使用数值模拟来回答同时定位和映射的测试床问题（SLAM）。模拟结果表明，当活动声纳和相关噪声的角度范围相对较小时，机器人在解决大满贯方面的性能就会得到改善。
侧扫声纳标准操作程序手册
前言 本标准操作程序 (SOP) 文件旨在为 DMF 员工提供统一、标准化的指南和要求，以便他们进行、处理和生成侧扫声纳调查，用于各种目的，包括栖息地测绘和目标识别。本手册总结了当前的最佳实践，并利用了其他类似指导文件中的信息，包括 NOAA 水文调查现场程序手册 (2010 年 4 月)、欧洲海底栖息地测绘侧扫声纳推荐操作指南 (ROG) (2005 年 8 月)，以及制造商指南中描述的参考设备程序。变更历史 本文档需要定期更新。有关手册的更改建议和其他意见应通过电子邮件发送至 steve.voss@state.ma.us 。
声纳管理咨询GMBH
更敏捷的结构在流程方面有更多的建议空间，每个人都需要更高的组织和决策的灵活性！以结果为首，而不是“一分钱”！您的大多数人都受过高度教育，完全有能力结婚，抚养孩子，建造房屋等。，如果他们是团队的一部分，他们不应该能够访问相关信息并独自工作？信任是最被低估的赞赏！
基于海流预报和多目标进化优化的声纳浮标网络优化部署决策支持系统
提出了一种用于水下监视应用中的协同轨迹检测的漂移声学传感器网络最优部署决策支持系统，并在模拟场景中进行了测试。该系统集成了海水流预报、传感器范围模型和简单的漂移浮标运动模型，以预测传感器位置和时间网络性能。采用多目标遗传优化算法，通过同时优化两个服务质量指标（网络区域覆盖和跟踪覆盖的时间平均值）来搜索一组帕累托最优部署解决方案（即网络漂移声纳浮标的初始位置）。优化后找到的解代表了两个指标之间不同的效率权衡，任务规划人员可以方便地评估这些解，以便在两个冲突目标之间选择具有所需折衷的解决方案。还通过无迹变换进行了灵敏度分析，以测试解决方案对网络参数和环境不确定性的稳健性。提供了利用真实概率海水流预报的模拟场景的结果，显示了所提方法的有效性。未来的工作是使该工具完全可操作并准备在真实场景中使用。� 2013 北约科学技术组织，海事研究和经验中心