在海洋測量中，水下拖曳設備被用來獲取深度、磁力等屬性值，比如Klein5000和G882，但它在水下無法接收空中電磁波信號，故無法直接利用衛星定位技術測定水下三維坐標。為實現空間位置信息與屬性測量信息融合，國內外通常做法是在測船上增加若干輔助裝置，如慣導儀、壓力深度儀、聲學高度計、超短基線定位系統和多普勒流剖面儀等以提高其水下載體的定位精度。這些輔助設備費用較高，測量中需實時拆卸，且其維修和安裝較為復雜，因此并未成為測量船通用配置和水下拖體定位的基本手段。

解決水下拖體定位問題主要是借助主載體（測量船）定位信息確定輔助載體（拖曳設備）位置，即由船載GPS位置來推算水下拖體位置。相關學者進行了研究分析。考慮到拖曳設備與定位天線的方位和距離受測船航速航向、海流流速流向等影響，有的采用“超短基陣”聲定位法獲取測定的準確位置。針對海洋磁力測量需求，有的提出了拖魚位置確定的直接概算法和拖曳概算法。根據海流和航速動態環境下對拖體定位的影響，有的提出了航速變化和海流對拖體定位的補償模型，進一步研究了磁力儀拖魚入水深度控制方法。

我們單位的齊珺博士從流體力學、運動學等物理方法考慮，建立顧及測船運動、海流等作用的拖曳設備位置確定模型，旨在為提高水下拖曳設備位置確定精度提供參考和依據。由于他的文章有太多的公式和推導，我們靜靜地繞過，直接看如下的結論：

（1）測船勻速直線航行的分析表明，水下拖纜形狀并非直線形態，而呈一定程度曲線形狀；水下拖體空間位置在橫向上無偏移，垂向（深度）上也基本保持不變。

（2）測船變速航行的分析表明，①測船橫向振蕩航行時，拖體也作橫向振蕩運動，但拖體振幅明顯小于測船振幅，且拖體深度略有小幅上升變化②測船縱向振蕩航行時冰下拖體X方向（沿船向）位置發生改變，同時造成深度呈現周期性升沉變化，且造成拖體深度變化范圍要大于測船橫向振蕩對拖體的深度變化；③測船垂向振蕩航行時，拖體X方向位置發生擴張或壓縮，同時深度呈現較大幅度升沉，且造成拖體深度變化范圍要遠大于橫向振蕩和縱向振蕩對拖體的深度變化。

（3）海流對拖體位置確定影響的分析表明，當海流與測線夾角（銳角）越小時，拖體橫向偏移越小，垂向偏移（深度）越大。對于兩互補方向的海流，在鈍角時Y方向（垂直船向）偏移較大，Z方向（垂直方向）深度較大；在海流作用下，拖纜在各方向上偏移明顯呈曲線形狀；與測船振蕩的作用相比，海流對水下拖體位置影響作用更明顯，需進行相應改正。建議進行高精度水下拖體定位時，可采取船載式ADCP隨船實時測流輔助水下拖曳設備定位的工作模式。

從理論指導時間的角度來說，在淺水測量中，獲得更為準確的拖體圖像和定位的方法是盡量讓船舶保持勻速直線航行，即便如此，水下拖體還受到海流的影響，需要增加輔助水下定位系統比如超短基線USBL來獲取較高的定位精度。

在深水測量中，超短基線USBL是水下拖體的標配，這是與淺水測量不同的顯著特征。

下面簡單介紹一篇文章《深拖水下定位系統解析》。

文中使用的超短基線是Ranger 2 USBL，其發射接收機 Type 8142-001 換能器自帶 30°的彎角，能實現遠距離（6000-7000m）跟蹤拖曳設備，保障其定位精度。

超短基線的換能器一般側掛安裝，安裝完成以后，需要進行安裝參數校準。

深拖 USBL 水下定位系統校準測量在深水井場調查 BY28-1-1（1270m）海域處進行，作業船是南海救助局 169 船，該船是常規動力船舶。到達作業工區后首先測量聲速剖面，投放定位信標 DPT?，通過 Ranger 2采集軟件跟蹤海床的 DPT 信標，然后在以 DPT 為中心，600m 距離為半徑的范圍內設計測線采集校準數據。校準完成以后，軟件自動將校準參數導入。

深拖調查作業中，Ranger 2 水下定位系統校準后的拖體軌跡對比見下圖。

深水井場作業水深 1270m，釋放鎧裝電纜長度 2918m，拖體離海底高度 40-60m。水下定位信標信號記錄的拖體位置跳躍很小，精度很高，航跡上顯示很平整。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的水下拖体运动特征及定位的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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