上海光機(jī)所在分布式光纖水聲傳感近場(chǎng)定位理論研究中取得進(jìn)展

2025-03-18 08:41:19來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所閱讀量：709 評(píng)論

　　近日，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所空天激光技術(shù)與系統(tǒng)部啟光創(chuàng)新中心、中國(guó)科學(xué)院空間激光信息傳輸與探測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)，針對(duì)分布式光纖聲波傳感(DAS)技術(shù)在近場(chǎng)水聲目標(biāo)定位中的誤差機(jī)理展開(kāi)研究，揭示了探測(cè)孔徑積分效應(yīng)與聲敏光纜(ASOC)形變對(duì)定位精度的影響，并提出誤差補(bǔ)償模型。相關(guān)研究成果以“Localization error analysis for near-field hydro-acoustic detection with distributed fiber acoustic sensing”為題，發(fā)表于Optics Express。

　　傳統(tǒng)水聲定位技術(shù)依賴于離散式傳感器陣列，而DAS通過(guò)連續(xù)分布的ASOC可以實(shí)現(xiàn)全空間高密度感知。但其獨(dú)特的空間積分響應(yīng)機(jī)制在近場(chǎng)條件下會(huì)引入較大的相位偏差，導(dǎo)致傳統(tǒng)方法在近場(chǎng)條件下精度明顯降低。

　　研究團(tuán)隊(duì)基于聲波傳播與光纖應(yīng)變耦合機(jī)理，建立了定量化分析DAS誤差來(lái)源的理論模型。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)不可忽略的探測(cè)孔徑誤差和固有的纜形畸變誤差進(jìn)行了誤差分析，探討了兩種主要的誤差來(lái)源對(duì)定位精度的影響。并利用自主研制的HyDAS1.0系統(tǒng)，結(jié)合TDOA、CBF和MUSIC算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，經(jīng)過(guò)相位補(bǔ)償和光纜形狀校準(zhǔn)后，定位誤差由1.17米降至0.14米，驗(yàn)證了理論模型的有效性。該研究為水下高精度目標(biāo)定位技術(shù)提供了理論依據(jù)，在船舶噪聲監(jiān)測(cè)、海底資源勘探等近場(chǎng)探測(cè)場(chǎng)景中具有重要應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)也為寬帶信號(hào)處理和大規(guī)模光纖聲學(xué)陣列在海洋安全、地震監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

　　相關(guān)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、上海市啟明星計(jì)劃、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)協(xié)會(huì)等項(xiàng)目的支持。(空天激光技術(shù)與系統(tǒng)部啟光創(chuàng)新中心、中國(guó)科學(xué)院空間激光信息傳輸與探測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室供稿)

圖 1 基于線性陣列的聲源定位原理圖

上一篇：我國(guó)自主研制無(wú)人機(jī)彩虹9飛行試驗(yàn)首次公開(kāi)：高度可達(dá)一萬(wàn)米以上

下一篇：西安交大熊禮龍團(tuán)隊(duì)在可逆鋁電池研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展

版權(quán)與免責(zé)聲明：1.凡本網(wǎng)注明“來(lái)源：興旺寶裝備總站”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-興旺寶合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來(lái)源：興旺寶裝備總站”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。 2.本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來(lái)源（非興旺寶裝備總站）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)或和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類(lèi)作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來(lái)源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。 3.如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。

我來(lái)評(píng)論

昵稱(chēng) 驗(yàn)證碼匿名