水下聲學(xué)定位技術(shù)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展已成為各種應(yīng)用和領(lǐng)域解決水下定位和跟蹤最主要和最可靠的技術(shù)手段,，從定位模式方面可分為USBL(超短基線)定位,、SBL(短基線)定位、LBL(長基線)定位三種基本定位模式,，和為滿足某些特殊定位要求的組合定位模式：LUBL(長超短基線)定位,、SLUSBL(長短超短基線)定位等。以上定位模式簡單介紹如下：

超短基線定位技術(shù)由于其系統(tǒng)組成簡單,、安裝簡易等特點成為應(yīng)用最為廣泛的水下聲學(xué)定位手段,，該技術(shù)主要應(yīng)用與水下拖體定位跟蹤、ROV定位導(dǎo)航,、DP船聲學(xué)定位參照,、水下潛員跟蹤定位等等,。顧名思義，該系統(tǒng)的測量極限非常之短,，只有幾十公分,，且組合于單個聲學(xué)換能器陣列，便于水面船安裝和使用,。參考下圖：

USBL系統(tǒng)所采用的技術(shù)為相控測量技術(shù),，即通過測時得到目標(biāo)距；通過相位測量測得目標(biāo)的水平幾垂直角度,，進(jìn)而確定目標(biāo)的相對位置,。由于USBL系統(tǒng)的基線非常短，因此其測量角度的分辨率不可能很高,，因此該技術(shù)系統(tǒng)所能提供的定位精度隨斜距的增加而降低,。采用常規(guī)模擬聲學(xué)技術(shù)的系統(tǒng)測距精度通常為20-30厘米，只有Sonardyne公司的寬帶數(shù)字聲學(xué)技術(shù)可達(dá)到2-3厘米,；定位精度通常為0.2-0.5%X斜距(必須經(jīng)過高精度姿態(tài)改正和聲速改正),。

典型的系統(tǒng)組成和應(yīng)用如下：

典型應(yīng)用：水下拖體定位跟蹤、ROV定位導(dǎo)航,、DP船聲學(xué)定位參照,、水下潛員跟蹤定位，AUV定位跟蹤,、遙控,，BOP遙控遙測，導(dǎo)管架角度遙測等,。

短基線定位系統(tǒng)組成較為簡單,、安裝較為簡易，基線由安裝在船體的多個(通常4個)發(fā)射接收機(jī)組成基線,，測量基線幾十米,，參考下圖：

SBL系統(tǒng)所采用的技術(shù)為測距定位技術(shù)，即通過測時得到目標(biāo)距每個發(fā)射接收機(jī)的距離,，進(jìn)而確定目標(biāo)的相對位置,。該技術(shù)的定位精度較USBL高，單又遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于LBL技術(shù),，系統(tǒng)的操作優(yōu)勢不是很明顯,，性價比偏低，因此應(yīng)用遠(yuǎn)比USBL 和LBL技術(shù)低,。

長基線定位技術(shù)是當(dāng)前高精度定位的唯一可靠的技術(shù)手段,，是為深海海洋工程施工、模塊安裝、管線鋪設(shè)和對接,；高精度拖體定位跟蹤,、ROV定位導(dǎo)航、DP船聲學(xué)定位參照、AUV定位跟蹤,、遙控等等提供厘米級定位的技術(shù)方案,。廣泛地應(yīng)用與海洋石油和天然氣工業(yè)、軍事領(lǐng)域等,。顧名思義，該系統(tǒng)的測量基線是最長的，通常為數(shù)百至數(shù)公里,，參考下圖：

LBL系統(tǒng)由分布于海底的發(fā)射應(yīng)答器陣，組成水下長基線陣列,，陣列經(jīng)過校準(zhǔn)后,，任何在陣列中的目標(biāo)和水面船的測距精度可以達(dá)到優(yōu)于1 厘米，相對定位精度可高達(dá)5厘米以內(nèi),，且不受任何水深的限制,。系統(tǒng)定位的原理采用完全的測距定位技術(shù)。采用當(dāng)前最新的數(shù)字聲學(xué)技術(shù)的Sonardyne LBL系統(tǒng)除了能夠提供高精度定位外,，它還具備數(shù)量更多的通道,，對于大型的復(fù)雜的油田開發(fā)項目，能夠滿足多船,、多ROV同時同地施工,，而不會相互干擾，同時也是唯一能夠提供USBL兼容和高速數(shù)據(jù)遙測的聲學(xué)技術(shù),。關(guān)于寬帶數(shù)字聲學(xué)技術(shù)(WideBandAcoustic Technology)將在后章節(jié)獨立說明,。

典型的系統(tǒng)組成和應(yīng)用如下：

LUBL(長超短基線)技術(shù)是將LBL和USBL技術(shù)組合一體的綜合定位技術(shù)，系統(tǒng)能夠利用海底應(yīng)答器陣列為水面船提供長基線高精度DP參考,，并且可為水下目標(biāo)(ROV)提供長基線定位及定位數(shù)據(jù)遙測,。該技術(shù)通常被應(yīng)用與對DP要求很高的深水鉆井船，并以分離雙系統(tǒng)備分配置,，同時組合BOP遙測遙控功能,，以組成長基線DP定位參考、長基線ROV支持定位,、Riser Angle遙測,、BOP遙測遙控功能的綜合聲學(xué)定位系統(tǒng)。

SLUSBL(長短超短基線)定位技術(shù)是將所有聲學(xué)定位技術(shù)組合在一起的超復(fù)雜,、超贏余的定位方式,，系統(tǒng)組成非常復(fù)雜，至盡全球只有2條深水鉆井船裝備了該技術(shù)，并非被廣泛采用的系統(tǒng),，在此就不做進(jìn)一步的技術(shù)說明和介紹了,。

本文摘抄自Sonardyne公司技術(shù)文件《水下綜合聲學(xué)定位技術(shù)簡介》