第4章_长基线水声定位系统(LBL)汇总

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长基线水下导航定位技术研究

基于几何原理的水声定位技术是当前水下目标导航定位的主流，本论文以长基线水下目标导航定位系统为背景，讨论了其关键技术，并阐述了无线电遥控基站硬件设计原理和PC机显控软件的设计方法。长基线水下目标导航定位系统兼容于同步与异步两种工作方式，采用球面交汇(同步)或双曲面交汇(异步)定位方法，具有精度高、跟踪范围大的优点。系统包含无线电、水声两种通信网络，其中无线电通信采用DSSS与TDMA技术，而水声则采用BFSK数字通信方式。系统采用．并联自适应Notch滤波器组进行多频率通道的信号接收，并采用由瞬时频率方差(VIFD)检测器、能量检测器和鉴宽器构成的联合检测器抗干扰和串漏。无线电遥控基站是整个网络的通信枢纽，论文采用DSP+FPGA结构，选用扩频电台和DGPS接收机来进行通信和自定位。FPGA的应用降低了接口设计的复杂性和系统的硬件规模，提高了系

统工作可靠性。论文的另一项主要工作是PC机显控软件的开发，软

件基于Visual C++6.0开发平台。显控软件采用模块化设计思想，各模块由主控软件调用，方便了软件的开发、调试和维护。专家系统和抗距离模糊是软件的核心算法，本文采用举手表决和初始位置装订相结合的软件抗距离模糊算法，具有算法简单、计算量小、重跟踪等优点。

水下综合声学定位技术简介：五种定位模式

水下声学定位技术经过数十年的发展已成为各种应用和领域解决水下定位和跟踪最主要和最可靠的技术手段，从定位模式方面可分为USBL(超短基线)定位、SBL(短基线)定位、LBL(长基线)定位三种基本定位模式，和为满足某些特殊定位要求的组合定位模式：LUBL(长超短基线)定位、SLUSBL(长短超短基线)定位等。以上定位模式简单介绍如下：

USBL(超短基线)定位技术

超短基线定位技术由于其系统组成简单、安装简易等特点成为应用最为广泛的水下声学定位手段，该技术主要应用与水下拖体定位跟踪、ROV定位导航、DP船声学定位参照、水下潜员跟踪定位等等。顾名思义，该系统的测量极限非常之短，只有几十公分，且组合于单个声学换能器阵列，便于水面船安装和使用。参考下图：

USBL系统所采用的技术为相控测量技术，即通过测时得到目标距；通过相位测量测得目标的水平几垂直角度，进而确定目标的相对位置。由于USBL系统的基线非常短，因此其测量角度的分辨率不可能很高，因此该技术系统所能提供的定位精度随斜距的增加而降低。采用常规模拟声学技术的系统测距精度通常为20-30厘米，只有Sonardyne公司的宽带数字声学技术可达到2-3厘米；定位精度通常为0.2-0.5%X 斜距(必须经过高精度姿态改正和声速改正)。

典型的系统组成和应用如下：

典型应用：水下拖体定位跟踪、ROV定位导航、DP船声学定位参照、水下潜员跟踪定位，AUV定位跟踪、遥控，BOP遥控遥测，导管架角度遥测等。

SBL(短基线)定位技术

水声定位

短基线水声定位
系统组成: 1) 被定位的船或潜器上至少有3个水听器。 2) 间距在5～20米的量级。 3) 水面船上面装有问答机 4) 一个同步信标（或应答器）置于海底工作原理问答机接收来自信标（或应答器）发出的信号，根据信号到达各基元的时间，求得斜距，据此可计算水面船相对于信标（或应答器）的位置。
工作原理
非同步信标的短基线系统
应答器的短基线水声定位系统
设阵中心的询问发射换能器T 与被测目标的距离为r，目标相对 T的水平位置（x，y）。若声线入射到H1，H2的入射角为，由几何关系得：
短基线系统基阵布置
同理，若声线入射到H2，H3的角度为，则：
其中：c为水中声速，t12 , t23 是对应接收信号的延迟。距离r可用各个水听器接收信号双程路程的一般的平均值近似，即：
可求得x，y。由可得二次方程：
从而求出z
误差分析每个水听器测得的斜距是目标位置矢量和水听器位置矢量的函数，即：
两端求导得：
其中，dx, dy, dz 是目标位置误差， dxi , dyi , dzi 是第i个水听器位置误差， dc 是水中声速误差，dti 是应答信号测量时间误差。因此目标位置测量误差与水听器位置误差，水中声速误差和信号传播时间测量误差有关。
超短基线定位系统的基阵长度一般在几厘米到几十厘米，与前两种不同，利

水声定位算法学习总结

一、无线传感器定位技术分类目前定位技术广泛地应用到各个领域，而且出现了很多定位算法，常用的定位方法有：到达角（Angel of Arrival，AOA）定位、到达时间（Time of Arrival，TOA）定位、到达时间差（Time Difference of Arrival，TDOA）定位以及AOA／TO

A、AOA／TDOA等混合定位的方法。选择哪种定位方法要根据定位精度、硬件条件等因素来确定，但是最终目的是要用优化的方法得到满意的定位精度。在没有时间同步信号时，往往采用TDOA定位方法，TDOA定位法可消除对移动台时间基准的依赖性，因而可以降低成本并仍然保证较高的定位精度，但是需要有较好的延时估计方法，才能保证较高的时延估计精度。（1）基于测距的定位技术基于测距的定位方法依靠测量相邻节点之间的距离或者方向信息。现在有很多成熟的算法被用于基于测距的定位。例如TOA算法通过信号传播时间获取距离，TDOA算法利用接收从多个节点发出信号的时间差估测位置，而AOA算法则通过为每个节点设置天线阵列来测量节点间的相对方向角度值。（2）无需测距的定位技术无需测距的定位方法不要求距离信息，只依靠有关待定位传感器与种子节点之间连通性的测量数据。这种定位方法对硬件要求低，但是测量的准确度容易被节点的密度和网络条件所影响，因此不能被对精度要求高的基于WSN的应用采用。

二、三边定位和多变定位（1）信号强度（RSS，Received Signal Strength）通过信号在传播中的衰减来估计节点之间的距离，无线信道的数学模型PLd=PLd0-10nlogdd0-Xσ。尽管这种方法易于实施，但却面临很多挑战。首先信道由于受到信道噪声、多径衰减（Multi-path Fading）和非视距阻挡（Non-of- Sight Blockage）的影响[1]，具有时变特性，严重偏离上诉模型；其次衰减率会随外界环境的不同而发生相应改变。根据接收到的信号估计出的距离d将有很大误差。（2）信号传播时间/时间差往返时间（TOA/TDOA/RTOF）a)

海洋技术深海长基线定位系统现状及展望

海洋技术I深海长基线定位系统现状及展望

海洋约占地球表面积的71%,是地球上尚未被人类充分认识和利用的最大潜在资源基地。在海底及海洋中，蕴藏着极其丰富的生物资源及矿产资源。

然而，在海洋中，超过2000m水深的深海区占海洋面积的84%。因此，地球表面大部分是深海。

潜水器是潜入深海进行科学研究和调查作业必不可少的运载作业装备，它主要分为无人潜水器(UUV)和载人潜水器(HOV) o其中无人潜水器乂分为遥控无人潜水器(ROV)和自主式无人潜水器(AUV) o利用各类潜水器开展深海资源调查和科学研究不能忽略的一个重要问题是潜水器的水下定位问题，而海洋的介质环境决定了声比光和电磁波更适合作为水下定位技术的传播载体。

根据接收基阵基线长度来分类，水下声学定位技术可以分为长基线定位系统、短基线定位系统和超短基线定位系统3利-超短基线定位系统的优点是构成简单、操作方便、便于大范围机动作业等，但缺点是定位精度与深度有关，且定位结果山母船直接获得，水下载体则需要通过光缆/电缆或水声通信获得定位信息。对于有缆的ROV,尚且能够做到较高的实时性，但对于无缆的AUV等，受限于声音传播速度、通信周期等，往往存在较大的延时。长基线定位系统的优点是定位精度高（与作业深度无关）、实时性好（潜水器实时解算自身位置），缺点是需要投放信标阵列，设备和时间成本较高。在深海作业支持领域，一些作业需要更精确的定位，这就需要长基线定位系统。

本文首先介绍了长基线定位的基本原理、系统组成和布阵原则，然后系统介绍了法国iXblue、挪威Kongsberg和英国Sonardyne等公司的3 款典型深海长基线定位系统，并分析了国内发展1W况，最后展望了深海长基线定位系统的发展趋势。

长基线定位系统原理

一、引言

长基线定位系统（Long Baseline Positioning System，LBPS）是一种高精度的定位技术，主要用于海洋、地球物理、天文等领域。它利用多个测量站点之间的距离差异来确定目标位置，具有高精度、高可靠性和广泛适用性等优点。本文将介绍LBPS的原理及其相关技术。

二、LBPS原理

1. 多基线观测模型

LBPS利用多个测量站点之间的距离差异来确定目标位置。在一个三维空间中，假设有n个测量站点，每个站点都可以通过GPS等卫星导航系统获得自身的位置信息。当目标物体出现在某个站点附近时，该站点将向其他所有站点发送一个信号，并记录信号发送和接收时间。由于信号传播速度是已知的，因此可以根据这些时间信息计算出不同站点之间的距离差异。

2. 高精度定位算法

在上述多基线观测模型下，需要设计一种高精度定位算法来确定目标位置。常见的算法包括加权最小二乘法和卡尔曼滤波法。其中加权最小二乘法是一种基于权重的优化算法，可以通过最小化测量误差的平方和来估计目标位置。卡尔曼滤波法则是一种递归滤波算法，可以通

过对测量数据进行预测和校正来估计目标位置。

三、LBPS技术

1. 海洋测量

LBPS技术在海洋测量中得到广泛应用。在海底地形勘探中，可以利用多个声纳站点之间的距离差异来确定海底地形。此外，在海洋生物学和海洋环境监测等领域也有着重要的应用。

2. 地球物理勘探

LBPS技术在地球物理勘探中也有着广泛应用。例如，在石油勘探中，可以利用多个钻井站点之间的距离差异来确定油田地下结构。此外，在岩石力学和地震学等领域也有着重要的应用。

第4章_长基线水声定位系统(LBL)

F3 T2
T1＝t1/2 F4
t1 T2 t 2 2
R2 c T2
8
应答器与TTS的距离（多个）
2014-11-14
几种应用模式
舰船导航模式－－简化模型
由于被定位目标（水面船）到应答器的单程传播时间的求解方法一样。因此，可以简化表示。
F3
F4
R1i
F3 F4
图中船上问答机询问信号用 F3表示（通常只有一个频率），应答器回答信号用F4 表示（实际上有几个应答器就有几个回答频率）。
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问答机与应答器的距离（多个）统一记成 R1
F43
几种应用模式
舰船导航模式 2）定位对象为有缆潜器
依据同样的方法可以确定另外2个应答器到TTS 的单程传播时间 T1、T3
系统组成
工作原理
设：询问时刻为0，船上问答机接收应答信号时刻为t1＝2R1/c ，TTS 收到应答信号时刻为 t2=T1+T2。从应答器到 TTS的单程传播时间为
T2 F3
问答机
R2 cT2
R1 cT1
10 2014-11-14
几种应用模式
长基线无缆潜器（Free Swimming Submersible －FSS）定位模式 1) 母船询问方式
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海洋测绘技术及其发展之研究

摘要：在“一带一路”、智慧城市及海岸带建设等影响下，海洋测绘技术受到更多的重视。在发展海洋经济、海洋生态环境保护、海洋国土空间规划、海岸带生态修复等方面海洋测绘技术发挥着关键性作用。本文结合当前发展现状阐述前沿性海洋测绘技术并对技术的发展予以展望，以期能够为未来海洋测绘技术的发展形成助力。

关键词：海洋；测绘技术；发展；海洋工程

前言：在高速发展的信息化、智能化时代，云计算、互联网、大数据平台等先进技术在测绘领域不断运用。丰富了海洋测绘的数据获取方式，提高了数据处理效率。海洋测绘工作具有基础性、全局性和国际性等特点，现代测绘技术也逐渐向着高精度、高分辨率、高数据处理效率的方向发展。因此，为进一步提高海洋测绘技术水平，本文阐述海洋测绘技术的同时对其发展提出合理化建议具有重要意义。

1.海洋测绘内涵

海洋测绘技术包括海洋空间地理信息的测量和表达，可以采集、处理、运用海洋领域人文、几何、物理等方面的地理空间信息[1]。作为测绘学的一项重要分支，其能够支撑着海洋科研、海洋军事等活动的开展。

2.海洋测绘技术

2.1海洋大地测量技术

海洋大地测量是将陆地测量向海区延伸的一项模式，保证海洋测量控制基准使其根本目的。能够辅助建立海洋大地物理层面、几何层面、重力层面和磁力层面等的基准体系，对整体框架予以维护。除海洋大地测量外还需建立海洋控制网，对岛礁、海岸、海底以及水体的控制网予以布设、测量。作为大地控制网的重要组成部分，海洋大地测量是陆地平面框架向海区的延伸。海洋垂直基

准由平均海平面、陆地高程基准和深度基准面等内容构成[2]。在潮位站所获取的

自主水下航行器导航与定位技术

Value Engineering

0引言

众所周知，海洋所蕴含的自然资源是地球上最丰富的

但同时也是人类目前探索最少的地方。随着人类在利用海

洋和开发海洋上的投入不断增大，自主水下航行器（AUV）

引起了越来越多的关注[1]，特别是在海洋石油勘探开发领域得到了快速发展。AUV是能够在水下自主航行、自动控

制、并能按照程序预先规划路径自主完成预定任务的水下

集成系统。导航定位技术是AUV的关键技术之一，高精度

水下导航定位技术对AUV的安全航行和高效率完成任务

具有决定性的作用。

由于无线电信号在水中迅速衰减，AUV无法借助无

线电导航系统实现水下远距离、大范围的准确定位，卫星

导航定位系统在水下不可用是AUV水下导航定位面临的

主要技术挑战之一。在不使用声学基线定位系统的情况

下，AUV在水下主要依靠自身搭载的罗经、多普勒计程仪

（Doppler Velocity Logger，DVL）或惯性导航系统提供的各

类导航信息，通过航位推算模式实现水下导航定位。惯性

导航/航位推算方法精度受传感器本身测量精度影响，会

随时间迅速积累。在DVL锁定海底并且能够提供有效对

地速度辅助导航的情况下，惯性导航/航位推算的导航误

差一般为航行距离的0.5-2%，如果使用高精度的惯性导

航设备，导航误差能够优于航行距离的0.1%。当在水面

时，AUV可以通过GNSS（Global Navigation Satellite System）获得的绝对位置来实时修正惯性导航系统误差。但是定时上浮接收GNSS信号来实现对惯性导航误差的

校正在实际应用过程中往往是不现实的，尤其在深水调查

长基线声学定位系统在深水海管铺设的应用

摘要：在深水海管铺设中，需要使用长基线定位系统（long baseline，LBL）对锚点、管端起点、终点、海管回接、短管测量等进行定位。本文对在深水海管铺设

中应用的LBL的设备组成、工作原理以及发展趋势进行了简介。

关键词：海管铺设、深水、长基线水深定位系统

一、引言

深海蕴藏了大量的油气资源，从国际能源署公布的数据看，近10年发现的超过1亿吨储量的大型油气田中，海洋油气占到60%，其中一半是在水深500米以

上的深海，同时不断出现的新技术推动着深水石油开发工程的发展。

海底管线是油气集输的主要手段之一，是油气田建设中不可缺少的组成部分。在浅水海管铺设中，可以使用DGPS、潜水员携带USBL等手段对锚点、管端起点、终点、海管回接、短管测量等进行定位。但是在深水海管铺设作业中，无法使用

上述手段由于作用距离短，无法进行深水定位。

随着水声定位技术的发展，长基线（long baseline，LBL）因其作用范围广、

定位精度高（可达10mm）等优点，成为深水海管铺设作业的主要定位手段，基

线长度可达数百米到千米。

二、LBL声学定位系统工作原理

如图1所示，以最简单的三阵元海底基阵网为例。首先利用水面船在阵中来

回航行，并连续与应答器进行应答，确定各应答器A、B、C的坐标，坐标记为

(X1，Y1，Z1)、（X2，Y2，Z2) 和(X3，Y3，Z3)。

海管上的收发器向海底基阵发出测距询问声信号，海底基阵元接收并向目标

发送应答声信号，通过这种应答机制，测量目标到各阵元声波的往返时间，从而

水下航行器导航与定位技术教材(新)

水下航行器导航与定位技术

学习提纲

主要参考书：

1．导航与定位——现代战争的北斗星，干国强主编，国防工业出版社，2000

2．水下导航信息融合技术，朱海，莫军著，国防工业出版社，2002

3．卡尔曼滤波与组合导航原理，秦永元，西北工业大学出版社，1998

主要内容：

导航技术概论(参考书1)

航位推算系统

声学导航系统

陆基无线电导航系统(参考书1)

卫星导航系统(参考书1)

惯性导航系统(参考书1)

其它水下导航方法(重力梯度、地形匹配、磁导航等)

水下组合导航技术(参考书1)

要求：全文阅读讲义；阅读参考书指定章节；掌握各类主要导航方法的基本原理、适用范围、优缺点；掌握推算航位导航的计算方法。

水下航行器导航与定位技术 0

第一章水下导航技术概论 (2)

§1.1 导航的基本概念 (2)

第二章航位推算 (2)

§2.1概述 (2)

§2.2航位推算的定义 (3)

第三章声学导航系统 (9)

第四章陆基无线电导航系统 (13)

第五章卫星导航系统 (13)

第六章惯性导航系统 (13)

6．1航海陀螺仪器的发展 (13)

6．2 以捷联惯导为核心的组合导航技术 (16)

第七章其它水下导航技术 (17)

§7.1 地形辅助导航 (17)

§7.2 地球物理导航 (19)

§7.3 各种水下助航方法(舰船导航，2001，6) (20)

7.3.1 磁导航 (20)

7.3.2重力导航 (21)

§7.4 地形辅助导航技术 (23)

第八章水下组合导航技术 (23)

第一章水下导航技术概论

导航的基本作用是引导飞机、舰船、车辆、个人等，安全准确地沿着所选定的路线，准时地到达目的地。

水下定位技术概述

Copyright—Sound and Vibration Lab of ZJUT
11
超短基线系统的两种定位解算方式
已知
方位-深度法声线入射角θ和已知深度h
方位-距离法声线入射角θ和测量距离R
12
Copyright—Sound and Vibration Lab of ZJUT
12
超短基线定位系统算法
长基线
100~6000
LBL (Long Baseline Positioning) SBL (Short Baseline positioning)
短基线
20~50
超短基线
<1
USBL (Ultrashort Baseline positioning)
Copyright—Sound and Vibration Lab of ZJUT
Y
Z
姿态变化
为什么要进行姿态修正：船受风、浪影响，会有晃动。而测量是以基阵坐标系进行的。解决方法：姿态修正（坐标变换）
Copyright—Sound and Vibration Lab of ZJUT
19
定位误差：海洋噪声
海洋噪声来源：海面波浪空化噪声，舰船噪声等。应对措施：对噪声源抑制降低噪声提高信噪比。选择流线型的测量船和换能器，选择低噪音发动机，增大吃水深度等。

一种水下精确定位方法及其误差分析

应答器阵中的相对位置坐标。
１水下声学定位系统的分类
根据声学定位系统定位基线的长度，统上可将定位系传
统分为３种类型：基线定位系统（ｏｇｂｓｌｅＬＬ、基长１ｎａｅｉ，Ｂ）短ｎ
线定位系统（ｈｒｂｓｌｅＳＬ和超短基线定位系统（ｌａｓｏａｅｎ，Ｂ）ｔｉｕｔｒｓｏａｅｉ，ＳＬｈｒｂｓｌｅＵＢ）ｔｎ。定位系统的划分如表１所示。
收稿日期：０１０２１ — ７—１５作者简介：于运治（９４）男，士，级工程师，士研究生导师，１６一，硕高硕主要从事导航、导与控制和质量管理方面的制研究。
１２２
乘法处理可以提高精度。
２ —５００ｍ
＜１ｍ０ｃ
下，采用同步方式以球面定位法定位。基阵各阵元日接收安装在水下运载体Ｓ上的问答机发出的同步测距声脉冲，估计载体至各阵元的声传播时间ｔＳ位于以Ｂ为球心、ｔ为，Ｃ。
半径的球面上，面的交会点即Ｓ球。其定位方程为（一）＋（ｆ）＋（一＝（ｔＹ —Ｙ）ｃ・，）

长基线水声定位系统中一种迭代声速修正算法

第２卷第３９期２１００年６月
Байду номын сангаас
声
学
技
术
ＶＯ１２９，ＮＯ．．３Ｊｎ．２０１ｕ，０
ＴｃｎｃｌｏｓｉｓｅｈｉａＡｃｕｔｃ
长基线水声定位系统中一种迭代声速修正算法
张明磊，黄敏燕，冯海泓
ｆ．中国科学院声学研究所东海研究站，上海２０３；２１００２．中国科学院研究生院，北京１０４）００９
ＡｂｔａｔＴｅａｏｉｍｒｌｎａｅｎ（Ｂ）ｐｓｉｎｇｓｓｍｉｌａｅｎｔｅｇｏｔｈｏｙＴｅｓｃ：ｈｌｒｈｆｇｂｓｌｅＬＬｏｉｏｉｙｔｉｍａｙｂｓｄｏｅｍｅｙｔｅｒ．ｈｒｇｔｏｏｉｔｎｅｓｎｈｒ
摘要：长基线水下目标定位算法主要根据几何原理进行定位，目前常用的解算方法是根据几何原理列出方程组，直
接对方程组进行解算得到目标位置的近似解。通过对长基线定位算法方程组的几何分析，选取不同几何交汇点作为
目标近似解，比较各目标近似解的定位精度并找到最优解；同时依据解算算法及其几何关系，提出一种迭代声速修正算法，不但提高了同步工作方式下阵内目标点的定位精度，而且算法复杂度低，实现简单。最后，通过仿真分析

长基线系统导航阵型设计

形阵进行验证，该阵型导航精度达到要求，具有很高的工程应用价值。关键词
中图分类号
ＬｉｎｅｕｐＤｅｓｉｇｎｏｆＬｏｎｇＢａｓｅｌｉｎｅＳｙｓｔｅｍＮａｖｉｇａｔｉｏｎ
ＬＩＵＢａｉｆｅｎｇＬＵＯＫｕｎ
图１长基线导航示意图
阵元呈矩形排列，用距目标最近的三个基元进行定位解算。三基元呈等腰直角三角形，将上述参数带人球形定
位方程，得到：ｚ。＋ｙ＋（２～）一ｆ＝Ｒ；
ｚ＋（一Ｌ）。＋（ｚ ‘ 一）。一ｃ一Ｒ；
首先考察矩形级联阵，如图２所示。测量阵形按
ＣＣＩ。
Ｄ
！
，
：：
３ｌ
一
』
矩形布放，取四个应答器船
的坐标分别为：Ｓ（Ｏ，０，），
Ｓ２（０，Ｌ，ｈ），Ｓ３（Ｌ，Ｌ，ｈ），
系统为例，说明长基线水
声定位系统的基本原理［。在海底布设由三个水听器Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３组
Ｍ
Ｓ４（Ｌ，０，＾）。Ｌ一５ｋｍ，ｈ一图２矩形级联阵示意图

长基线水声定位基阵阵形优化设计

1. 研究背景与意义

介绍长基线水声定位在海洋勘探、海事救援、水下建设等领域的广泛应用，并阐述基阵阵形优化设计的研究意义和应用前景。

2. 基阵阵形优化设计的原理与方法

2.1 传统的长基线水声定位方法

2.2 基阵阵形优化设计的原理

2.3 基阵阵形优化设计的方法和流程

3. 基阵阵形优化设计的关键技术

3.1 基阵阵形的参数选取

3.2 阵元间距的优化

3.3 基阵长度的选择

3.4 基阵与基线的配合

4. 基阵阵形优化设计的实验分析

4.1 设计实验方案

4.2 实验结果分析

4.3 结果验证与误差分析

5. 基阵阵形优化设计的应用与展望

5.1 基阵阵形优化设计在海洋勘探中的应用

5.2 基阵阵形优化设计在水下建设中的应用

5.3 基阵阵形优化设计在海事救援中的应用

5.4 未来的发展和研究方向

注：以上仅为提纲内容，具体的论文结构、排版和具体细节可根据需要进行调整。长基线水声定位是利用声波在水中的传播特性，在海洋中测量水下目标位置的技术。近年来，随着海事勘探、水下建设以及海洋环境监测等领域的不断发展，长基线水声定位技术也逐渐得到了广泛的应用。长基线水声定位技术的优势在于精度高、可靠性强、波束宽度小、覆盖范围广，适用于各种复杂的水下环境。因此，如何进一步提高长基线水声定位系统的性能和精度，是海洋工程领域亟待解决的一项问题。

基阵阵形优化设计是最近几年在长基线水声定位系统中广泛研究的一个领域。传统的长基线水声定位系统主要采用三点定位和多边定位方法，这种方法需要多个声源和接收器的协作，无法有效地减少系统误差。同时，由于声源和接收器的固定方式和位置的影响，传统的定位系统测量精度也有局限性。而基阵阵形优化设计则可以通过合理的阵列布局和协同工作方式，有效地降低定位误差、提高定位精度，提高系统性能。