测量精度不受声速变化的影响

测量精度不受声速变化的影响

测量精度不受声速变化的影响为水声探测、超声测距等领域的理想追求，而实现这一目标离不开仪器检定的坚实支撑。声速受水温、盐度、压力等因素动态变化，易引入测距或定位误差，仪器检定通过标准环境下的基准比对，可精准测定换能器等设备的声速响应特性，修正系统偏差；同时通过周期检定监控设备性能漂移，确保在不同工况下仍保持稳定精度。严谨的仪器检定，为突破声速变量限制、实现可靠测量筑牢技术屏障。

双波束多普勒计程仪可以消除因船舶颠簸和纵摇而产生的测速误差，测量精度不受声速变化的影响则是其另一关键优势——声速会因水温、盐度、压力等因素动态波动，若未加修正易导致测速偏差，而该计程仪通过双波束交叉测量与信号处理算法，结合仪器检定中对换能器声速响应特性的基准标定，可有效抵消声速变化带来的干扰。此外，定期的仪器检定还能监控设备性能漂移，确保在复杂海况下仍保持高精度，为航海导航与海洋测绘提供可靠的速度数据支撑。

（2）速度表达式的推导过程：

1）朝船首向波束的多普勒频移为： Δf1=[2f0（Vcosθ-u·sinθ)]/C 2）朝船尾向波束的多普勒频移为： Δf2=[2f0(-v·cosθ-u·sinθ)]/C 3）用Δf1减去Δf2，得： Δf=Δf1-Δf2=(4f0v·cosθ)/C ——双波束多普勒频移公式 4）由上式便可求得船舶航速为： v=(C·Δf)/4f0·cosθ

2.答：（1）声相关计程仪的概念：声相关计程仪是应用相关技术处理水声信息测量船舶航速并累计航程的计程仪。

（2）校验公司声相关计程仪的特点：

1）采用垂直发射和接收超声波信号，并对被接收的回波信号的幅值包络进行相关处理来测速。

2）可工作于“海底跟踪”和“水层跟踪”两种模式，既可测量对地的速度，又可测量对水的速度。

3）测量精度不受声速变化的影响。

4）它可测量水深，同时可兼作测深仪使用。

请叙述北斗卫星导航系统的组成和双星有源测距定位原理。

答：（1）北斗卫星导航系统的组成为： 1）北斗卫星网：由（2（工作卫星）+1（备份卫星））颗地球静止轨道卫星组成。 2）地面系统：包括北斗地面控制中心站、集团用户管理中心、北斗运营服务中心。 3）用户设备：是带有全向收发天线的接收、发射器。

（2）北斗卫星导航系统的定位原理是： 如图所示(见附件)，设地面中心站到卫星S1，S2的距离分别为rs1，rs2；卫星S1，S2到地面用户的距离分别为r1和r2。 地面中心通过卫星S1、S2向用户发射询问信号，用户接收机接收并转发应答信号，应答信号通过原路径返回地面中心，则有： C×t1=2（rs1+r1）C×t2=2（rs2+r2） 已知数据为t1，rs1， t2，rs2，又C为光速通过解算可以得到分别以两颗卫星S1、S2的已知坐标为中心，以测定的卫星至用户的距离r1、r2为半径的两个球面，用户应位于这两个球面交点的圆弧上。