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龙图腾网获悉中国石油大学(华东)申请的专利一种海底基准站高精度定位方法、定位系统及设备获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115639584B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-19发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211046363.X，技术领域涉及：G01S19/45；该发明授权一种海底基准站高精度定位方法、定位系统及设备是由王振杰;王兆喆;赵爽;聂志喜设计研发完成，并于2022-08-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种海底基准站高精度定位方法、定位系统及设备在说明书摘要公布了：本发明属于水下声学数据定位与识别技术领域，公开了一种海底基准站高精度定位方法、定位系统及设备，所述定位方法包括：基于变化的声速场时域以及变化的声速结构垂直方向，引入变化的三次B样条函数表征扰动声速时域，并基于声线跟踪，构建分步迭代‑渐次修正的位置信息和声速信息迭代反演模型，并进行海底基准站坐标和扰动声速的渐次修正，获得海底基准站的高精度位置信息。本发明进行海底基准站坐标和扰动声速的渐次修正，有效消除了声速结构变化引起的声速相关系统性误差，利用三次B样条函数良好的局部支撑性更好地刻画扰动声速细节，有效提高了海底基准站定位精度。

本发明授权一种海底基准站高精度定位方法、定位系统及设备在权利要求书中公布了：1.一种顾及声速结构时域变化的海底基准站高精度定位方法，其特征在于，所述顾及声速结构时域变化的海底基准站高精度定位方法包括： 基于变化的声速场时域以及变化的声速结构垂直方向，引入变化的三次B样条函数表征扰动声速时域，并基于声线跟踪，构建分步迭代-渐次修正的位置信息和声速信息迭代反演模型，并进行海底基准站坐标和扰动声速的渐次修正，获得海底基准站的高精度位置信息； 所述顾及声速结构时域变化的海底基准站高精度定位方法，还包括以下步骤： 步骤一，测量船对海底基准站实施连续观测，获取测量船航迹、海底基准站位置及声速剖面测量概略位置； 步骤二，对采集的声速剖面进行数据预处理，采用三次B样条函数法进行扰动声速结构反演； 步骤三，对海底基准站站位置和扰动声速结构进行迭代反演，实现了海底基准站坐标和声速结构的渐次修正； 所述步骤一测量船对海底基准站实施连续观测，获取测量船航迹、海底基准站位置及声速剖面测量概略位置包括以下步骤： 1测量船在海面走航，对海底基准站实施连续观测，采集声呐测时数据、声速剖面数据和GNSS数据，获取测量船航迹以及声速剖面测量数据； 2实施分层等梯度声线跟踪，反演解算海底点概略坐标； 所述步骤二对采集的声速剖面进行数据预处理，采用三次B样条函数法进行扰动声速结构反演包括以下步骤： 1对采集的声速剖面进行数据预处理，包括声速测量野值剔除、部分声速剖面数据延拓以及相邻同梯度声速层合并，并计算平均声速剖面以及各声速剖面与平均声速剖面的差值； 2引入三次B样条函数进行声速结构变化拟合； 所述步骤三对海底基准站站位置和扰动声速结构进行迭代反演，实现了海底基准站坐标和声速结构的渐次修正包括以下步骤： i采用固定声速-求解位置方法进行海底站位置反演，根据泰勒级数线性化原理，将声线跟踪非线性化系统在海底基准站概略坐标处进行线性化，基于稳健贝叶斯最小二乘估计原理计算海底基准站位置改正数； ii采用固定位置-求解声速方法进行声速结构反演，规定实际声速结构是参考声速结构与扰动声速结构的耦合，引入三次B样条函数进行声速结构变化拟合，将声线跟踪非线性化系统基于参考声速剖面进行线性化，基于稳健贝叶斯最小二乘估计原理对声速结构时域变化进行反演； iii对海底基准站坐标和扰动声速进行渐次修正； 在步骤i采用固定声速-求解位置方法进行海底站位置反演包括： i-1根据泰勒级数线性化原理，将声线跟踪非线性化系统在海底基准站概略坐标处进行线性化，具体为： tr＝f0+A1·dXtp 式中，f0为基于海底基准站初始坐标进行声线跟踪所得的传播时间；dXtp为海底基准站位置改正量，A1为传播时间关于海底基准站位置求导的系数矩阵，其中，关于平面位置的求导按照下式基于射线声学基本原理求得，关于z方向的求导由数值分析方法求得； 式中，p为由声线跟踪过程确定的Snell常数，亦即声速水平慢度；r为声源点和海底基准站的平面距离， i-2基于稳健贝叶斯最小二乘估计原理计算海底基准站位置改正数，具体为： 式中，P为声呐观测值权矩阵；Px为模型参数先验权矩阵；若不考虑模型参数先验信息，即Px＝0，基于稳健贝叶斯最小二乘估计原理计算海底基准站位置改正数方法退化为经典最小二乘方法；L＝tr-f0为观测向量；为模型参数先验值；需要指出的是，若有多个测站进行同步解算，通过循环完成多测站的海底基准站坐标求解； 在步骤ii中固定位置-求解声速进行声速结构反演包括： ii-1规定实际声速结构是参考声速结构与扰动声速结构的耦合；考虑声速场时域变化，将声速结构表达如下： Vz,te＝Vrz+Vpz,te 式中，表示观测时刻序列，V表示忽略水平空间异质性的声速结构，与深度及观测时间有关；Vr表示参考声速结构，取某条实际测量声速剖面或多条实测声速剖面的平均剖面；Vp表示扰动声速结构； ii-2引入三次B样条函数进行声速结构变化拟合，同时顾及海水上下层声速结构变化差异，即考虑到在声呐观测时间窗口内深水层声速变化的平稳且微弱的特点，将扰动声速根据经验深度设置为分段函数形式；将整个观测时刻序列按照一定时间间隔Δt划分为m段；若观测时刻属于第i段，则其扰动声速结构如下式： 式中，a表示B样条函数系数；B表示B样条基函数；d表示B样条次数，本文取d＝3；z0表示参考深度，对于深水海域一般经验取值为1000～1600m；ui为单位化观测时刻，计算公式为Δ＝ti+1-ti；ti、ti+1分别为第i段的始、末观测时刻； ii-3将声线跟踪非线性化系统基于参考声速剖面进行线性化，得下式： tr＝f0+A2·da 式中，声速扰动关于样条系数求导公式由三次B样条函数求导原理得；声信号传播时间关于扰动声速求导参考离散函数求导数值计算公式，如下式所示； 式中，k1、k2分别代表声源点和海底基准站所在声速剖面层的索引；ck代表第k层中入射声速值；gk代表第k层中声速梯度值； ii-4基于稳健贝叶斯最小二乘估计原理对声速结构时域变化进行反演；需要指出的是，有多个时间窗口进行解算时，通过循环完成多窗口的声速结构反演； 在步骤iii中对海底基准站坐标和扰动声速进行渐次修正包括： iii-1由固定位置-求解声速的声速结构反演得到的声速结构变化量被反馈应用到海底基准站坐标计算中，重新进行海底基准站位置反演； iii-2当坐标增量及声速变化量均在预设的阈值范围内时结束解算，完成海底基准站坐标和扰动声速的渐次修正。

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