大规模水下传感器网络协同定位技术研究

Underwater sensor networks are widely used in the submarine observation network, deep-sea space station and marine scientific research, national defense technology and other infrastructure and marine resources investigation areas. High precision position information is an important part of information support underwater, the project around the development requirements of job clusters, positioning and navigation technology in large-scale underwater sensor network , combined with the existing technology of underwater acoustic positioning and network positioning technology, using the research methods of theoretical analysis, simulation and test verification, fast cooperative positioning technology key study on large scale sensor networks with high precision, multi parameter fusion. Through the analysis of the time-varying characteristics of the marine environment and the characteristics of the motion of the platform, and realize effective combination of platform system and key technique in the actual engineering background, proposed multi parameter fusion probabilistic graphical model cooperative positioning technology, large-scale underwater sensor node positioning technology and performance evaluation and test verification method based on solving the existing localization methods are not unified time poor location accuracy, serious error accumulation, the time synchronization requirements and high positioning efficiency. Through field test verified the feasibility of the method, speed up our country in the process of research of underwater sensor network positioning technology.

水下传感器网络广泛应用于海底观测网与深海空间站等海洋科学研究、国防技术与装备等基础设施建设以及海上资源调查与开发等领域，网络内信息支持技术对于遂行作业任务和数据获取至关重要。高精度位置信息是水下信息支持的重要组成部分，本项目围绕大规模水下传感器网络协同作业、集群定位和导航技术的发展需求，结合现有水声定位技术和网络定位技术的优势，采用理论分析、平台仿真和试验验证的研究方法，重点研究大规模传感器网络高精度、多参数融合的快速协同定位技术。通过分析时变海洋环境特性和平台运动特点，在实际工程背景下实现关键技术与系统平台的有效结合，提出基于概率图模型的多参数融合协同定位技术、大规模水下传感器节点精确定位技术和性能评估与试验验证方法，解决现有定位方法时空不统一、定位精度差、误差累积严重、对时间同步要求高和定位效率低等问题，通过外场试验验证提出方法的可行性，加快我国水下传感器网络定位技术的研究进程。

水下传感器网络广泛应用于海底观测网与深海空间站等海洋科学研究、国防技术与装备等基础设施建设以及海上资源调查与开发等领域，网络内信息支持技术对于遂行作业任务和数据获取至关重要。高精度位置信息是水下信息支持的重要组成部分，本项目围绕大规模水下传感器网络协同作业、集群定位和导航技术的发展需求，结合现有水声定位技术和网络定位技术的优势，采用理论分析、平台仿真和试验验证的研究方法，重点研究大规模传感器网络高精度、多参数融合的快速协同定位技术。通过分析时变海洋环境特性和平台运动特点，在实际工程背景下实现关键技术与系统平台的有效结合，提出基于概率图模型的多参数融合协同定位技术、大规模水下传感器节点精确定位技术和性能评估与试验验证方法，解决现有定位方法时空不统一、定位精度差、误差累积严重、对时间同步要求高和定位效率低等问题，并在松花湖完成基于四个移动节点的系统和平台实现及方法的性能评估与验证。结果证明本项目提出的方法无论是从集群规模、连通时间、平均定位精度亦或是网络覆盖率等方面来看均具备一定的工程应用价值，大大推动了我国水下传感器网络定位技术的研究进程。