（中國船舶集團有限公司第七一五研究所 杭州 310023）

1 引言

航空反潛裝備以飛機為平臺，具有反應速度快、機動靈活、搜索效能高、受平臺噪聲影響小等優(yōu)點，具有大范圍、快速探潛能力，在水下攻防中具有重要地位。聲納浮標是主要航空反潛裝備之一，以其優(yōu)越的性能，低廉的價格得到廣泛使用［1～12］。聲納浮標對目標的定位精度受制于聲納浮標本身定位的準確度。但一次投放多枚浮標后，部分浮標的定位結果與投放點位置相差較遠，定位結果收斂到投放點位置附近需較長時間，嚴重影響了浮標定位精度，需對浮標定位結果進行容錯處理，設計容錯處理算法。

聲納浮標相對于其他聲納的一個主要特點是，聲納浮標使用浮標陣進行定位［2］，即每次工作時，將在同一海域投放多枚浮標。因此，即使有部分浮標定位不準確，仍然可以使用定位準確浮標來估計定位異常浮標的位置，從而提高目標定位精度。

浮標投放后，由飛機對浮標進行定位，浮標位置確定有一個收斂期，一般在收斂期內能收斂的浮標，飛機之后對浮標的定位都能在誤差范圍內；在收斂期內不能收斂的浮標，飛機之后都不能對其進行正確定位。因此，確定一個收斂期限，浮標投放后，在收斂期限內，浮標位置取浮標投放位置，在收斂期限時刻判斷飛機對浮標定位的收斂性，能在規(guī)定時間收斂的浮標，之后的浮標位置取飛機給出的定位結果；并使用正常定位浮標的平均漂移量修正不能在規(guī)定時間內收斂浮標的位置。

2 浮標位置修正算法

在浮標初始投放階段，浮標位置直接取它的理論投放點，之后使用浮標陣的整體漂移量修正不能收斂的浮標位置。同時考慮到無線電有一定的作用距離，在超出作用距離時，保留上一時刻的定位位置，定位無效浮標位置由定位正常浮標的平均漂移量修正。

1）對于第i枚浮標，在浮標投放時長t小于收斂期限T時，將浮標投放位置Pi直接賦值給浮標當前批次k的輸出Yi（k），有：

2）當浮標i到達收斂期限T時，判斷浮標投放點位置Pi與飛機對浮標的定位位置Pi（k）間的距離，若距離小于收斂距離D，則飛機對該枚浮標的定位位置能收斂，否則，飛機對該枚浮標的定位位置不能收斂。

3）若浮標位置能收斂，判斷浮標與飛機位置Fi（k）的距離，若距離在無線電作用距離DV之內，則飛機對浮標的定位結果可靠，否則，飛機對浮標的定位結果不可靠。

4）對飛機定位能收斂的浮標，在時間t大于T時，若能同時滿足飛機定位可靠，則當前批次k的輸出Yi（k）直接取飛機對浮標的定位位置Pi（k），若飛機定位不可靠，則Yi（k）取上一時刻當前浮標位置輸出Yi（k-1），即：

5）對飛機定位不收斂的浮標，在時間t大于T時，使用正常定位浮標的平均漂移量校對其進行位置修正，以投放點位置Pi為參考點計算漂移量，不妨設共有m個正常定位浮標，則平均漂移量Δ為

則對飛機定位不收斂的浮標，修正后的位置輸出Yi（k）為

具體算法流程如圖1所示。

圖1 浮標位置修正算法流程圖

3 仿真數據分析

為驗證浮標位置修正算法的處理效果，進行仿真數據分析。

仿真條件：16枚浮標成4×4方形陣，海流方向東偏北51°，海流速度0.8節(jié)。其中3枚浮標定位異常，分別是浮標A：收斂期內有超過收斂距離的隨機誤差，之后定位正常；浮標B：整個定位過程都有超過收斂距離的隨機誤差；浮標C：整個定位過程都有不超過收斂距離的隨機誤差。因此，原始聲參系統(tǒng)定位結果見圖2。

圖2 飛機對浮標的定位結果

圖3為浮標位置修正后結果濾波算法濾波后結果。浮標A、B定位偏差較大漂流軌跡都得到有效改善。浮標C定位偏差在可接受范圍內，不做處理。仿真結果表明算法能對飛機定位結果能進行有效修正。

圖3 浮標位置修正后結果

4 試驗數據處理

試驗數據中共投放14枚浮標，飛機對浮標的原始定位結果偏差較大，嚴重影響浮標后續(xù)對目標的定位精度。具體浮標態(tài)勢見圖4。

圖4 飛機對浮標的定位結果

使用浮標位置修正算法對圖4定位結果修正后，得到圖5所示定位結果。各枚浮標的定位結果得到明顯改善。

圖5 浮標位置修正后結果

5 結語

浮標位置修正算法根據飛機對浮標定位結果在初始投放階段誤差較大，但大部分浮標能在收斂期內收斂的特點。對能收斂浮標充分利用飛機定位結果，對不能收斂浮標使用浮標陣漂移量對位置進行估計。從仿真數據分析和試驗數據驗證可知，本文浮標位置修正算法能較大程度減小定位誤差，具有一定的工程應用價值。