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基于局部地球重力场模型的水下目标被动定位
水下目标被动定位是目前水下作业领域研发的热点问题之一。在水下环境中进行目标的被动定位，是指使用接收器接收目标发出的声波或其他信号，并通过信号处理技术对目标位置进行测量的过程。水下环境具有复杂的声学特性，因此被动定位是一种有效的方法，它不会影响水下环境中其他生物和设备的生存和工作，也不容易被目标感知到。
目前，常见的被动定位方法有半影法、全影法、后向散射技术、声耗散定位技术等。本文将介绍基于局部地球重力场模型的被动定位方法。
一、局部地球重力场模型
水下环境中，由于水的折射和散射等复杂环境因素的影响，目标发出的声波在传播过程中会发生折射、反射和散射。这些环境因素会对目标的被动定位造成很大影响，因此需要对水下环境进行建模。其中，重力场是一个比较重要的因素，它决定了水下环境的形态和分布。目前，流行的水下重力场模型有全球海洋重力场模型和局部地球重力场模型。全球海洋重力场模型是在全球范围内对海洋的重力场进行建模，它适用于大范围的海域，但在一些复杂的海域由于精度不足可能会失效。而局部地球重力场模型是对区域内的海水重力场进行建模，精度相对较高，适用于复杂海域内的目标被动定位。
二、基于局部地球重力场模型的被动定位方法
基于局部地球重力场模型的被动定位方法主要包括两个步骤：建立局部地球重力场模型和在该模型下进行目标定位。
1.建立局部地球重力场模型
建立局部地球重力场模型需要进行多波束水声反演。在建立模型时，多波束水声测量可以提供较高的精度。在水下环境中，声速是一个重要的参数，影响同时包括垂直衰减系数、声强度、回声信号等多种因素。因此，在建立重力场模型时需要进行声速测量和校正，以保证模型的准确性。
2.目标定位
在建立了局部地球重力场模型之后，目标定位就变成了通过利用重力场来确定目标位置的问题。目标位置可以通过计算目标发出的声波被接收器接收到的时间差、相位差或幅度差来确定。计算时需要使用有限元数值方法，将重力场模型和声波传播模型进行计算，并根据测量数据得到目标定位结果。
三、基于局部地球重力场模型的被动定位方法的优势
1.能够适应各种类型的水下环境。
2.准确性高。
3.被动定位具有隐蔽性强、不妨碍水下作业的特点。
四、局部地球重力场模型的应用前景
局部地球重力场模型的应用前景较为广泛，可以用于水下目标搜寻、测量、监测等多个领域，如：
1.水下文物的探查与保护
2.水下地形的测量和监测
3.水下油气管道的检测和维护
综合来看，基于局部地球重力场模型的被动定位方法是目前较为成熟的一种被动定位方法之一。它基于多波束水声反演，利用有限元数值方法计算目标位置，具有高精度、隐蔽性强、适应多种水下环境等优点。在未来的实际应用中，该方法还有很大的发展前景。