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申请/专利权人：青岛哈尔滨工程大学创新发展中心;海洋石油工程股份有限公司;哈尔滨工程大学

摘要：立体基线声学测量系统及其对水下用户的速度测量方法，涉及海洋测量领域。本发明是为了解决传统长基线系统深度方向运动参数不可观测，以及运动基准存在径向速度测元误差会传递到水下用户测速结果中的问题。本发明在传统海底长基线系统中增加水面基准，建立了联合水面基准和海底基准的立体基线测量系统，在几何结构上增加了垂向基线尺度，提升了水下用户深度方向运动参数的观测性，结合水面基准运动补偿模型，降低了动基准的径向速度测元误差，实现了对水下用户的全海深三维高精度运动速度测量。

主权项：1.水下用户的速度测量方法，所述水下用户的速度测量方法基于立体基线声学测量系统实现，立体基线声学测量系统，包括：至少一个水面基准子系统1、合作信号发射子系统2、至少3个海底基准子系统3和标定与控制子系统4；所述合作信号发射子系统2用于设置在水下用户上并周期性向外发送第一询问信号；所述水面基准子系统1用于接收并存储所述合作信号发射子系统2发出的第一询问信号，还用于存储自身的位置；所述海底基准子系统3用于接收并存储所述合作信号发射子系统2发出的第一询问信号；所述标定与控制子系统4用于标定所述海底基准子系统3在地理坐标系下的位置；其特征在于；对所有水面基准子系统1和海底基准子系统3所存储的信号进行处理，获得信号的传播时延和多普勒频偏序列；基于水面基准子系统1和海底基准子系统3的位置坐标，通过距离交汇原理，对水下用户的三维位置坐标进行解算；利用动基准运动补偿模型，将水面基准子系统1所存储信号的多普勒频偏映射为水下用户与水面基准子系统1之间的径向速度；利用多普勒运动模型，将海底基准子系统3所存储信号的多普勒频偏映射为水下用户与海底基准子系统3之间的径向速度；通过径向速度交汇原理，对水下用户的三维速度序列进行解算；通过下式对水下用户的三维速度序列进行解算： 其中，将所有水面基准子系统1和海底基准子系统3均作为测量子系统，vit为t时刻水下用户相对于第i个测量子系统的径向速度，且有vit＝[v1αtv2βt]，i＝1,2,...,N，N为所有水面基准子系统1和所有海底基准子系统3的总数，v1αt为t时刻水下用户相对于第α个水面基准子系统1的径向速度，v2βt为t时刻水下用户相对于第β个海底基准子系统3的径向速度，ri为t时刻水下用户与第i个测量子系统之间的斜距，且有ri＝cτi，c为水中声速，τi为第i个测量子系统所存储信号的传播时延，为t时刻水下用户在地理坐标系下的三维位置坐标，Xi为t时刻第i个测量子系统在地理坐标系下的三维位置坐标，Vt为t时刻水下用户在地理坐标系下的三维运动速度。

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