海下声学定位方法、装置及计算设备与流程

allin2025-03-02  62


本技术涉及声学定位,具体涉及一种海下声学定位方法、装置、计算设备、计算机存储介质及计算机程序产品。


背景技术:

1、海底地震采集、勘探作业放缆时受到船速变化、海浪洋流等因素的影响,导致采集装备实际沉放位置发生偏移,因此在每个采集设备上安装有声学应答器,在放缆完成后会使用声学定位系统对应答器进行定位,其定位原理是利用安装在船舷的换能器发送声波至海底,海底应答器被唤醒后返回一个声波信号,声波在海水中的传播时间的一半乘以该海水区的声速求得该时刻换能器至应答器的距离,船在行进过程中的不同时刻发送声波至应答器可获得多个距离,定位算法通过距离观测值进行处理后可求出海底应答器最新的坐标,该坐标可以提高地震勘探的地层成像准确性。

2、现有的应答器定位算法对应答器初始参考值的依赖性强,对测距结果的精度要求较高,当提供的初始参考值误差较大时会导致算法迭代次数增加、甚至无法计算出定位结果。


技术实现思路

1、鉴于上述问题,提出了本技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的海下声学定位方法、装置、计算设备、计算机存储介质及计算机程序产品。

2、根据本技术的一个方面,提供了海下声学定位方法,包括:

3、获取换能器的多个发射位置信息及应答器的多个观测距离信息;

4、在位置坐标系中,根据多个发射位置信息以及多个观测距离信息,绘制得到多个圆,并确定多个圆的相交点的第一轴坐标值和第二轴坐标值;

5、根据多个相交点的第一轴坐标值和第二轴坐标值分别进行统计分析,确定目标第一轴位置信息和目标第二轴位置信息;

6、根据目标第一轴位置信息以及目标第二轴位置信息,确定应答器的定位结果。

7、可选地,目标第一轴位置信息包括:目标第一轴坐标值区间,目标第二轴位置信息包括:目标第二轴坐标值区间;

8、根据多个相交点的第一轴坐标值和第二轴坐标值分别进行统计分析,确定目标第一轴位置信息和目标第二轴位置信息进一步包括:

9、依据多个相交点的第一轴坐标值,统计各个第一轴坐标值区间的分布概率;根据各个第一轴坐标值区间的分布概率,从各个第一轴坐标值区间中确定目标第一轴坐标值区间;

10、依据多个相交点的第二轴坐标值,统计各个第二轴坐标值区间的分布概率;根据各个第二轴坐标值区间的分布概率,从各个第二轴坐标值区间中确定目标第二轴坐标值区间。

11、可选地,方法进一步包括:

12、根据多个相交点的第一轴坐标值中的最小值和最大值以及预设步长,划分得到各个第一轴坐标值区间;

13、根据多个相交点的第二轴坐标值中的最小值和最大值以及预设步长,划分得到各个第二轴坐标值区间。

14、可选地,根据各个第一轴坐标值区间的分布概率,从各个第一轴坐标值区间中确定目标第一轴坐标值区间进一步包括:

15、根据各个第一轴坐标值区间的分布概率中的最小分布概率和最大分布概率,确定第一分布概率阈值,将分布概率超过第一分布概率阈值的第一轴坐标值区间确定为目标第一轴坐标值区间;

16、根据各个第二轴坐标值区间的分布概率,从各个第二轴坐标值区间中确定目标第二轴坐标值区间进一步包括:

17、根据各个第二轴坐标值区间的分布概率中的最小分布概率和最大分布概率,确定第二分布概率阈值,将分布概率超过第二分布概率阈值的第二轴坐标值区间确定为目标第二轴坐标值区间。

18、可选地,根据目标第一轴位置信息以及目标第二轴位置信息,确定应答器的定位结果进一步包括:

19、按照预设计算方式,对各个第一目标相交点的第一轴坐标值进行计算,得到应答器的定位结果中的第一轴坐标值;

20、按照预设计算方式,对各个第二目标相交点的第二轴坐标值进行计算,得到应答器的定位结果中的第二轴坐标值;

21、其中,各个第一目标相交点的第一轴坐标值处于目标第一轴坐标值区间内,各个第二目标相交点的第二轴坐标值处于目标第二轴坐标值区间内。

22、可选地,根据多个发射位置信息以及多个观测距离信息,绘制得到多个圆进一步包括:

23、根据每一个发射位置信息确定圆心位置信息,以及,根据相应的观测距离信息确定半径长度,并绘制得到相应的圆。

24、根据本技术的另一方面,提供了海下声学定位装置,包括:

25、获取模块,适于获取换能器的多个发射位置信息及应答器的多个观测距离信息;

26、计算模块,适于在位置坐标系中,根据多个发射位置信息以及多个观测距离信息,绘制得到多个圆,并确定多个圆的相交点的第一轴坐标值和第二轴坐标值;

27、处理模块,适于根据多个相交点的第一轴坐标值和第二轴坐标值分别进行统计分析,确定目标第一轴位置信息和目标第二轴位置信息;根据目标第一轴位置信息以及目标第二轴位置信息,确定应答器的定位结果。

28、可选地,目标第一轴位置信息包括:目标第一轴坐标值区间,目标第二轴位置信息包括:目标第二轴坐标值区间;

29、处理模块进一步适于:

30、依据多个相交点的第一轴坐标值,统计各个第一轴坐标值区间的分布概率;根据各个第一轴坐标值区间的分布概率,从各个第一轴坐标值区间中确定目标第一轴坐标值区间;

31、依据多个相交点的第二轴坐标值,统计各个第二轴坐标值区间的分布概率;根据各个第二轴坐标值区间的分布概率,从各个第二轴坐标值区间中确定目标第二轴坐标值区间。

32、可选地,处理模块进一步适于:

33、根据多个相交点的第一轴坐标值中的最小值和最大值以及预设步长,划分得到各个第一轴坐标值区间;

34、根据多个相交点的第二轴坐标值中的最小值和最大值以及预设步长,划分得到各个第二轴坐标值区间。

35、可选地,处理模块进一步适于:

36、根据各个第一轴坐标值区间的分布概率中的最小分布概率和最大分布概率,确定第一分布概率阈值,将分布概率超过第一分布概率阈值的第一轴坐标值区间确定为目标第一轴坐标值区间;

37、根据各个第二轴坐标值区间的分布概率中的最小分布概率和最大分布概率,确定第二分布概率阈值,将分布概率超过第二分布概率阈值的第二轴坐标值区间确定为目标第二轴坐标值区间。

38、可选地,处理模块进一步适于:

39、按照预设计算方式,对各个第一目标相交点的第一轴坐标值进行计算,得到应答器的定位结果中的第一轴坐标值;

40、按照预设计算方式,对各个第二目标相交点的第二轴坐标值进行计算,得到应答器的定位结果中的第二轴坐标值;

41、其中,各个第一目标相交点的第一轴坐标值处于目标第一轴坐标值区间内,各个第二目标相交点的第二轴坐标值处于目标第二轴坐标值区间内。

42、可选地,计算模块进一步适于:根据每一个发射位置信息确定圆心位置信息,以及,根据相应的观测距离信息确定半径长度,并绘制得到相应的圆。

43、根据本技术的又一方面,提供了一种计算设备,包括:处理器、存储器、通信接口和通信总线,所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信;

44、所述存储器用于存放至少一可执行指令,所述可执行指令使所述处理器执行上述海下声学定位方法对应的操作。

45、根据本技术的再一方面,提供了一种计算机存储介质,所述存储介质中存储有至少一可执行指令,所述可执行指令使处理器执行如上述海下声学定位方法对应的操作。

46、根据本技术的还一方面,提供了一种计算机程序产品,包括至少一可执行指令,所述可执行指令使处理器执行如上述海下声学定位方法对应的操作。

47、根据本技术实施例提供的海下声学定位方法、装置、计算设备、计算机存储介质及计算机程序产品,获取换能器的多个发射位置信息及应答器的多个观测距离信息;在位置坐标系中,根据多个发射位置信息以及多个观测距离信息,绘制得到多个圆,并确定多个圆的相交点的第一轴坐标值和第二轴坐标值;根据多个相交点的第一轴坐标值和第二轴坐标值分别进行统计分析,确定目标第一轴位置信息和目标第二轴位置信息;根据目标第一轴位置信息以及目标第二轴位置信息,确定应答器的定位结果。本技术实施例的方式中,通过使用统计分析方法对圆圆交汇计算出的所有定位结果进行分析,即能够得到应答器的精准定位结果,不需要提供位置初始值,随着参与计算数据的增加,定位结果的精度会不断提高,降低了系统误差、随机误差对定位结果精度的影响,在实际勘探作业中可提高定位效率、节约定位时间以及改善定位精度。

48、上述说明仅是本技术技术方案的概述,为了能够更清楚了解本技术的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本技术的具体实施方式。


技术特征:

1.一种海下声学定位方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标第一轴位置信息包括:目标第一轴坐标值区间,所述目标第二轴位置信息包括:目标第二轴坐标值区间;

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括:

4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据各个第一轴坐标值区间的分布概率,从各个第一轴坐标值区间中确定目标第一轴坐标值区间进一步包括:

5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标第一轴位置信息以及所述目标第二轴位置信息,确定所述应答器的定位结果进一步包括:

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述多个发射位置信息以及所述多个观测距离信息,绘制得到多个圆进一步包括:

7.一种海下声学定位装置,其特征在于,所述装置包括:

8.一种计算设备,包括:处理器、存储器、通信接口和通信总线,所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信;

9.一种计算机存储介质,所述存储介质中存储有至少一可执行指令,所述可执行指令使处理器执行如权利要求1-6中任一项所述的海下声学定位方法对应的操作。

10.一种计算机程序产品,包括至少一可执行指令,所述可执行指令使处理器执行如权利要求1-6中任一项所述的海下声学定位方法对应的操作。


技术总结
本申请公开了一种海下声学定位方法、装置及计算设备,其中方法包括:获取换能器的多个发射位置信息及应答器的多个观测距离信息;在位置坐标系中,根据多个发射位置信息以及多个观测距离信息,绘制得到多个圆,并确定多个圆的相交点的第一轴坐标值和第二轴坐标值;根据多个相交点的第一轴坐标值和第二轴坐标值分别进行统计分析,确定目标第一轴位置信息和目标第二轴位置信息;根据目标第一轴位置信息以及目标第二轴位置信息,确定应答器的定位结果。本申请的方案中,通过使用统计分析方法对圆圆交汇计算出的所有定位结果进行分析,即能够得到应答器的精准定位结果,能够提高定位效率、节约定位时间以及改善定位精度。

技术研发人员:贾祥,井中武,李政琨,韩艺,张昊楠,黄德友,武迪
受保护的技术使用者:中海油田服务股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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