高精度水声定位与导航设备是未来水下导航智能化时代无人系统监视、数据采集乃至互操作等作业任务成功的关键。本书结合作者的科研成果，详细介绍深海高精度水声定位与导航技术，重点论述超短基线定位技术、水下综合定位技术、高精度相控阵水声测速技术、声学/惯性组合导航技术。这些技术紧密结合水下导航定位的工程应用，展示了国内外该科学领域的最新研究成果，对水声定位与导航技术的发展和推广具有重要意义。本书内容新颖、特色鲜明、论述严谨、重点突出，在理论研究的基础上兼顾实际应用中存在的问题，同时具备理论参考和工程应用价值。 本书可作为从事水声定位研究工作的技术人员的参考用书。

丛书序
自序
第1章 绪论
1.1 概述
1.2 水下定位与导航需求
1.2.1 概念内涵
1.2.2 载体种类
1.2.3 作业模式
1.2.4 需求特点
1.3 技术内涵
1.3.1 海洋水声传播的时延特性
1.3.2 信号设计——获取时延信息的关键
1.3.3 信息处理——提升定位与导航能力的关键
1.3.4 能量设计——定位导航设备的物质基础
1.4 发展现状
1.4.1 水声定位技术与设备
1.4.2 水声测速导航技术与设备
1.5 未来发展趋势
参考文献
第2章 超短基线定位技术
2.1 概述
2.2 USBL定位系统介绍
2.2.1 USBL定位原理
2.2.2 USBL定位系统误差分析
2.3 USBL定位算法
2.3.1 常规声学定位算法
2.3.2 三角分解定位算法
2.3.3 基线分解定位算法
2.3.4 附加约束的立体阵定位算法
2.4 阵型误差修正算法
2.4.1 有效声速简介
2.4.2 基于有效声速的水声定位模型
2.4.3 基阵坐标系构建
2.4.4 性能分析
2.5 安装误差校准技术
2.5.1 安装位置偏差校准技术
2.5.2 安装角度偏差校准技术
2.5.3 测线优选
2.5.4 仿真与试验分析
2.6 典型应用
2.6.1 USBL水声定位技术概述
2.6.2 “蛟龙”号载人深海潜水器
2.6.3 水下无人潜水器对接引导应用
参考文献
第3章 水下综合定位技术
3.1 概述
3.2 综合定位系统介绍
3.2.1 综合定位基本原理
3.2.2 综合定位精度分析
3.2.3 海底声信标阵型设计
3.2.4 主要系统误差来源
3.3 高精度声信标阵型标定
3.3.1 绝对标定
3.3.2 相对标定
3.3.3 性能分析
3.4 运动补偿
3.4.1 水下运载器运动对定位精度的影响
3.4.2 基于运动补偿高精度定位
3.4.3 性能分析
3.5 典型应用
3.5.1 “奋斗者”号载人深海潜水器
3.5.2 “鲲龙500”集矿车海底作业
参考文献
第4章 高精度相控阵水声测速技术
4.1 概述
4.2 水声测速技术基础
4.2.1 水声测速原理
4.2.2 相控阵多普勒测速技术
4.2.3 高精度多普勒频率估计
4.2.4 水声测速应用场景
4.3 宽带信号波形设计技术
4.3.1 宽带信号波形设计准则
4.3.2 宽带信号波形选择与优化
4.3.3 宽带信号波形设计性能分析
4.4 长期测速准确度校准技术
4.4.1 影响测速准确度的误差源分析
4.4.2 测速准确度的基阵坐标系校准方法
4.4.3 测速准确度的径向系校准方法
4.5 瞬时测速精度评价技术
4.5.1 信息级测速精度评价
4.5.2 波形级测速精度评价
4.6 水声测速系统设计案例
4.6.1 测速声呐设计案例
4.6.2 相控对接检测案例
参考文献
第5章 声学/惯性组合导航技术
5.1 概述
5.2 捷联惯导及其组合导航技术
5.2.1 捷联惯导
5.2.2 卡尔曼滤波
5.2.3 基于速度/位置基准的组合导航技术
5.3 SINS/DVL信息融合
5.3.1 安装偏差标校技术
5.3.2 初始对准技术
5.3.3 组合导航技术
5.4 SINS/USBL组合导航技术
5.4.1 SINS/USBL组合导航基本实现方法
5.4.2 SINS/USBL组合导航自适应滤波算法
5.4.3 引入径向速度的SINS/USBL组合导航实现方法
参考文献
索引
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